CN101359182B - 具有编码器型位置传感器系统的光刻设备 - Google Patents

具有编码器型位置传感器系统的光刻设备 Download PDF

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CN101359182B CN2008101091661A CN200810109166A CN101359182B CN 101359182 B CN101359182 B CN 101359182B CN 2008101091661 A CN2008101091661 A CN 2008101091661A CN 200810109166 A CN200810109166 A CN 200810109166A CN 101359182 B CN101359182 B CN 101359182B
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Abstract

本发明公开了一种光刻设备,所述光刻设备包括编码器型传感器系统,所述编码器型传感器系统配置用于测量光刻设备的衬底台相对于参考结构的位置。所述编码器型传感器系统包括编码器传感器头和编码器传感器目标,而所述光刻设备包括用于容纳所述编码器传感器目标的凹陷。

Description

具有编码器型位置传感器系统的光刻设备
技术领域
本发明涉及一种光刻设备以及一种编码器型位置传感器系统。
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,包括一部分管芯、一个或多个管芯)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。
在光刻设备中可以利用编码器型传感器系统测量衬底台相对于参考结构(例如投影光学元件可以被连接到其上的量测框架)的位置。这种编码器型传感器系统可以包括编码器传感器头和编码器传感器目标,例如栅格板、光栅等。
发明内容
为了确保由编码器型测量系统进行的位置测量的精确性和稳定性,编码器传感器目标的位置稳定性、几何精度和稳定性可能扮演重要角色。由于由例如局部加热、气流等造成的热效应导致的编码器传感器的膨胀可能造成材料膨胀、机械拉伸或其他效应。于是,可能恶化由编码器型传感器系统进行的位置测量的精度。
由于集成电路的密集化、减小线宽等的需求的增加,增加了对于衬底台的定位精度的要求。这种情况甚至更为严重,这是因为不仅需要增加定位精度,而且同时光刻设备可能需要提供处理大衬底(例如大直径的晶片)的能力。因此,衬底台的大范围运动以及衬底台自身尺寸可能被增加,这可能转化为大尺寸的编码器传感器目标。还可能进一步增加所述衬底台的运动范围,以增加衬底处理的灵活性,即衬底的交换和互换等的能力。这些要求可能转化为大尺寸的编码器传感器目标。大尺寸的编码器传感器目标可能恶化上述热效应和其他效应。
为了提供热效应的概念,如果编码器传感器目标需要一纳米的稳定性,则这可以利用在该领域中所使用的通用编码器传感器目标材料,转化为对于将编码器传感器目标的温度稳定在千分之一开尔文或更低的温度范围内。
相应地,希望增加光刻设备的编码器型传感器系统的位置精度。
根据本发明的实施例,提供一种光刻设备,所述光刻设备包括:
照射系统,所述照射系统配置用于调节辐射束;
支撑件,所述支撑件构建用于保持图案形成装置,所述图案形成装置能够将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束,以形成图案化的辐射束;
衬底台,所述衬底台构建用于保持衬底;
投影系统,所述投影系统配置用于将所述图案化的辐射束投影到所述衬底的目标部分上;以及
编码器型传感器系统,所述编码器型传感器系统配置用于测量衬底台相对于参考结构的位置,所述编码器型传感器系统包括编码器传感器头和编码器传感器目标,且所述光刻设备包括用于容纳所述编码器传感器目标的凹陷。
根据本发明的实施例,提供一种光刻设备,所述光刻设备包括:
照射系统,所述照射系统配置用于调节辐射束;
支撑件,所述支撑件构建用于保持图案形成装置,所述图案形成装置能够将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束,以形成图案化的辐射束;
衬底台,所述衬底台构建用于保持衬底;
投影系统,所述投影系统配置用于将所述图案化的辐射束投影到所述衬底的目标部分上;
编码器型传感器系统,所述编码器型传感器系统配置用于测量衬底台相对于参考结构的位置,所述编码器型传感器系统包括编码器传感器头和编码器传感器目标;以及
气源,所述气源配置用于将经过调节的气流提供给所述编码器传感器目标的表面,所述表面基本平行于衬底台的运动主平面。
根据本发明的实施例,提供一种光刻设备,所述光刻设备包括:
照射系统,所述照射系统配置用于调节辐射束;
支撑件,所述支撑件构建用于保持图案形成装置,所述图案形成装置能够将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束,以形成图案化的辐射束;
衬底台,所述衬底台构建用于保持衬底;
投影系统,所述投影系统配置用于将所述图案化的辐射束投影到所述衬底的目标部分上;以及
编码器型传感器系统,所述编码器型传感器系统配置用于测量衬底台相对于参考结构的位置,所述编码器型传感器系统包括编码器传感器头和编码器传感器目标,
其中所述光刻设备配置用于在闲置的时间周期中使衬底台沿着所述衬底台的运动的主平面运动,所述衬底台的运动用于防止所述编码器传感器目标被来自衬底台的热量局部加热。
根据本发明的实施例,提供一种光刻设备,所述光刻设备包括:
照射系统,所述照射系统配置用于调节辐射束;
支撑件,所述支撑件构建用于保持图案形成装置,所述图案形成装置能够将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束,以形成图案化的辐射束;
衬底台,所述衬底台构建用于保持衬底;
投影系统,所述投影系统配置用于将所述图案化的辐射束投影到所述衬底的目标部分上;
编码器型传感器系统,所述编码器型传感器系统用于测量衬底台相对于参考结构的位置,所述编码器型传感器系统包括编码器传感器头和编码器传感器目标;以及
热屏蔽层,所述热屏蔽层处于衬底台电机的固定式线圈结构和编码器传感器目标之间。
根据本发明的实施例,提供一种光刻设备,所述光刻设备包括:
照射系统,所述照射系统配置用于调节辐射束;
支撑件,所述支撑件构建用于保持图案形成装置,所述图案形成装置能够将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束,以形成图案化的辐射束;
衬底台,所述衬底台构建用于保持衬底;
投影系统,所述投影系统配置用于将所述图案化的辐射束投影到所述衬底的目标部分上;
编码器型传感器系统,所述编码器型传感器系统用于测量衬底台相对于参考结构的位置,所述编码器型传感器系统包括编码器传感器头和编码器传感器目标,所述编码器传感器目标包括具有基本为零的热膨胀系数和/或高热传导系数的材料。具有基本为零的热膨胀系数的材料的效应使得温度差仅仅对测量精度具有可忽略的影响。高导热系数使得从高精度部分到接近临界的环境的快速热交换,意谓着较少的热量积累以及因此最小的温度改变实现高测量精度。
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,相同的附图标记表示相同的部分,且其中:
图1示出根据本发明的实施例的光刻设备;
图2是根据本发明一个方面的光刻设备的一部分的高度示意图;以及
图3是根据本发明的一个方面的光刻设备的编码器传感器目标的高度示意图。
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,配置用于调节辐射束B(例如,紫外辐射或任何其他合适的辐射);图案形成装置支撑件(例如掩模台)MT,配置用于保持图案形成装置(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。所述设备也包括衬底台(例如晶片台)WT,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PW相连。所述设备还包括投影系统(例如折射式投影透镜系统)PS,所述投影系统PS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(例如包括一根或多根管芯)上。
所述照射系统IL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。
图案形成装置支撑件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。所述图案形成装置支撑件可以采用机械的、真空的、静电的或其他夹持技术保持图案形成装置。所述图案形成装置支撑件可以是框架或台,例如,其可以根据需要成为固定的或可移动的。所述图案形成装置支撑件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W的目标部分C上形成图案的任何装置。应当注意,被赋予辐射束B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,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(和/或两个或更多的图案形成装置支撑件)的类型。在这种“多台”机器中,可以并行地使用附加的台或支撑件,或可以在将一个或更多个其他台或支撑件用于曝光的同时,在一个或更多个台或支撑件上执行预备步骤。
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)。浸没技术可以被用于增加投影系统的数值孔径。这里所使用的该术语“浸没”并不意味着结构(例如衬底W)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(例如当该源为准分子激光器时)。在这种情况下,不会将该源考虑成光刻设备的组成部分,并且通过包括例如合适的引导反射镜和/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入射到保持在图案形成装置支撑件(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MA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PS,所述PS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PW和位置传感器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WT,例如以便将不同目标部分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和另一个位置传感器(图1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)的帮助来实现图案形成装置支撑件MT的移动。类似地,可以采用形成所述第二定位装置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的移动。在步进机的情况下(与扫描器相反),所述图案形成装置支撑件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)上。类似地,在将多于一个的管芯设置在图案形成装置MA上的情况下,所述图案形成装置对齐标记可以位于所述管芯之间。
可以将所述设备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,将图案形成装置支撑件MT和所述衬底台WT保持为基本静止(即,单一的静态曝光)。然后将所述衬底台WT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B的图案投影到目标部分C上的同时,对图案形成装置支撑件MT和衬底台WT同步地进行扫描(即,单一的动态曝光)。衬底台WT相对于图案形成装置支撑件MT的速度和方向可以通过所述投影系统PS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图案形成装置支撑件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WT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。
图2是光刻设备的一部分的高度示意性部分剖视图,示出相对于参考结构(在所述示例中是量测框架MF)定位的投影系统PS。所述投影系统可以与所述量测框架刚性连接,或以任何其他合适的方式连接,例如通过反弹轴承、主动式定位系统等。与图1的实施例相反,在该实施例中采用编码器型传感器系统,而在图1的实施例中,干涉仪IF被表示为用于测量衬底台的位置的传感器系统。所述编码器型传感器系统包括:编码器传感器头SH,所述编码器传感器头SH被连接到衬底台WT;以及编码器传感器目标EST,所述编码器传感器目标EST包括例如栅格或光栅。所述编码器型传感器系统设置用于测量衬底台WT在所述衬底台的运动的主平面中的位置,即与投影系统PS的投影系统光轴PAX基本垂直的平面。设置凹陷,将编码器传感器目标EST容纳在所述凹陷中。在所述实施例中,所述凹陷被设置在参考结构上(于是,在所述示例中,在量测框架MF上),然而,在其他实施例中,所述凹陷可以被设置在参考结构中,或部分地被设置在参考结构中。由于所述凹陷提供可以部分地包围和/或屏蔽所述编码器传感器目标的结构,所以通过使用凹陷可以实现所述编码器传感器目标的热稳定性,所述凹陷的使用将在下文中进行更详细地描述。通过使用用于容纳所述编码器传感器目标的凹陷,可以在一定程度上防止沿着所述编码器传感器目标或其一部分的气流。进而,可以通过所述编码器传感器目标周围的结构等稳定所述编码器传感器目标的温度,所述凹陷在所述结构中形成。
所述凹陷可以被以任何合适的方式设置,例如通过在独立的构件(例如散热片、温度稳定器等)中的凹陷,然而,在所示的实施例中,所述凹陷被设置在参考结构上。通过将所述凹陷设置在参考结构(在该示例中,所述参考结构由量测框架MF形成)上或参考结构中,可以提供在编码器传感器目标和所述参考结构之间的稳定的机械连接,以便在一定程度上防止编码器传感器目标相对于所述参考结构的位置误差。在该实施例中,所述凹陷还由围绕结构SST形成,所述围绕结构SST被连接到面对编码器传感器目标EST的参考结构的表面。所述围绕结构(在图2的部分剖视图中未示出)可以至少部分地包围编码器传感器目标EST的侧部,如在衬底台WT的运动的主平面中所见。
在所示的实施例中,在编码器传感器目标EST和凹陷之间设置间隙,或严格地说,在编码器传感器目标和凹陷形成所在的结构之间设置间隙。通过所述间隙,一方面,可以防止在所述凹陷形成所在的结构和编码器传感器目标之间的机械接触,这可以抑制例如振动或其他干扰朝向编码器传感器目标的转移,同时另一方面,所述凹陷形成所在的围绕结构提供如上所述的稳定化效应。所述间隙的尺寸可以被设计成小于大致一毫米,更优选小于50微米,以提供充分的热交换。在如图2所示的实施例中,在围绕结构SST和编码器传感器目标EST的侧部之间的间隙的合适的(名义的)尺寸可以是1-2毫米的量级。由于大零件每个可能有几十毫米量级的公差,所以通过上述1-2毫米的量级,可以提供足够大的公差裕量,所述间隙的公差裕量可能将所需的总公差裕量增加大约一毫米的量级。上述量级的名义间隙由此可以防止所述间隙两侧之间的机械接触。在该示例中,编码器传感器目标EST通过片簧连接而以机械方式连接到量测框架MF,在所述示例中,所述片簧连接由编码器传感器目标安装件ETM提供。
如果参考结构(在所述示例中是量测框架MF)设置有一个或更多个流体通道或液体通道以循环温度稳定化液体,则可以实现另一个温度稳定化效应。对于进一步的温度稳定化,所述参考结构、围绕结构SST或这两者可以设置有一个或更多个通道,以循环温度稳定化流体。在所述示例中,所述流体是液体。为了提供足够的热导率,所述围绕结构SST可能包括铝。
所述参考结构(在所述示例中是量测框架MF)可能设置有一个或更多个元件DP,例如铝元件,所述元件面对编码器传感器目标EST的后侧的至少一部分。在此所示的实施例中的这些元件被安装到量测框架MF的表面上。在元件DP和编码器传感器目标EST的后侧之间的间隙可以小于50微米,以提供足够的热交换。元件DP(也称为阻尼元件)可能提供编码器传感器目标EST的机械谐振或振动的阻尼,这是由于所述编码器传感器目标的运动(尤其是沿着垂直方向的运动)可能涉及在阻尼元件DP和编码器传感器目标EST之间的窄间隙中流动的气流,由此通过所述间隙中的气体提供阻尼。在另一方面,小间隙可以允许在阻尼元件DP和编码器传感器目标EST之间的良好的热交换,这可以通过提供具有良好的热导率的阻尼元件DP(例如通过将它们用具有高热导率的材料(例如金属)制成),和通过在阻尼元件DP和参考结构(在所述示例中的量测框架MF)之间的良好的热连接,来增强编码器传感器目标EST的热稳定性。
在图2中由LC进行示意性表示的透镜调节器可以被设置用于调节投影系统的下游透镜(例如通过提供沿着所述下游的投影透镜的表面流动的气流和/或通过采用所述调节器的材料的液体调节)。所述透镜调节器LC可能提供如图2示意性地所示的凹陷的侧部。于是,所述透镜调节器可能不仅通过提供沿着所述透镜的表面流动的气流将稳定化效应提供给投影系统PS的下游透镜的表面,而且用作与编码器传感器目标EST的一部分进行热接触以对其温度进行稳定化的结构。在所述编码器传感器目标和所述透镜调节器之间的合适的距离可能是毫米量级或更小。
图2还示意性地示出可能由气源提供的气流GS,所述气流被沿着编码器传感器目标的表面引导,所述表面基本平行于衬底台WT的运动的主平面。通过气流,可以提供编码器传感器目标EST沿着其面对衬底台WT的表面的温度的稳定化。所述气源可以与上述且在图2中所描述的凹陷结合,然而,所述凹陷和气源也可以分离地使用。
光刻设备还可以设置用于在闲置的时间周期中(例如在衬底辐射周期、步进周期等之外的时间周期)沿着衬底台的运动的主平面移动衬底台,以防止由来自衬底台,例如来自衬底台电机(即用于驱动衬底台的电机)的热量对编码器传感器目标进行局部加热。尤其在固定式线圈型电机的情况下,可能生成大量的热,这可能导致朝向编码器传感器目标EST的热流。其效应可以通过移动衬底台以便生成气流而被减小,并防止编码器传感器目标的局部加热(包括局部减小的加热)。
另外,可以优选但不必须地与闲置的时间周期中的衬底台的运动相结合,将一热屏蔽层设置在所述衬底台电机的固定式线圈结构和编码器传感器目标之间。在如图2所示的示例中,屏蔽层SL被设置在固定式线圈结构SCS上。屏蔽层SL和、或在闲置的时间周期中的衬底的运动可以与上述凹陷和/或气流结合或不结合。
除去上述用于对编码器传感器目标进行稳定化的方法之外,或替代所述方法,所述编码器传感器目标可以包括具有基本为零的热膨胀系数和/或高导热系数的材料,以防止由于温度效应导致其膨胀。这种材料的示例可以是ZerodurTM陶瓷。其他的示例可以包括ClearceramTM、CorduriteTM陶瓷、玻璃(陶瓷)、金属、以及具有同等材料属性的玻璃和合金。
参照图3,作为附加的或可选的温度稳定化机制,液体通道LCH可以被设置在编码器传感器目标EST中,以循环温度稳定化液体。所述编码器传感器目标可以包括光栅片GP和背片BP,其中每个可以由具有基本为零的热膨胀系数和/或高导热系数的材料制成,一个或更多个液体通道LCH被设置在背片BP中。由此,在编码器传感器目标的制造过程中的变形或其它不希望的效应可以通过采用被包括在编码器传感器目标背片上的一个或更多个液体通道而被减小。光栅片可以通过光学接触以一方面提供稳定的连接而另一方面提供在光栅片和背片之间的良好热接触而被连接到背片。通常被用于提供光学效应并可以以术语“胶粘(ansprengen)”而为技术人员所公知的光学接触提供在背片BP的表面和光栅片GP的表面之间的有效的原子接触。
如上所述,每个所述的特征可以独自应用,然而,两个或更多个上述特征的组合可以被设置用于对编码器传感器目标进行稳定化,由此能够通过编码器型传感器系统提高衬底台WT的位置测量的精度。通过这种被增加的稳定性,可以增加在编码器型传感器系统的连续的校准之间的时间间隔,这可以被考虑成有利的,这是因为这种校准是需要光刻设备从所述光刻设备所采用的生产工艺中脱离开。在实际的实施例中,编码器系统目标的尺寸(在衬底台的运动的主平面中)可以是1米×1米的量级,同时上述所公开的特征可以提供所述编码器系统目标的稳定性,并由此所述编码器型传感器系统的精度处于纳米或亚纳米范围。应当注意,附图(尤其是图2)可能不是按照比例绘制的。尽管编码器传感器目标已经被示出连接到参考结构,且所述编码器传感器头被示出连接到衬底台,但是在实施例中,上述连接关系反设也是正确的,即所述编码器传感器目标被连接到衬底台,而所述编码器传感器头被连接到参考结构。另外,已经关于衬底台对实施例进行了描述,但是在此的教导可以被应用于其他结构,例如图案形成装置支撑件、光刻设备的另一个可移动部分、或另一个机器的可移动部分。
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”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)、量测工具和/或检验工具中。在可应用的情况下,可以将所述公开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、248、193、157或126nm的波长)和极紫外(EUV)辐射(例如具有5-20nm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。

Claims (21)

1.一种光刻设备,所述光刻设备包括:
照射系统,所述照射系统被配置用于调节辐射束;
支撑件,所述支撑件被构造用于保持图案形成装置,所述图案形成装置能够将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束,以形成图案化的辐射束;
衬底台,所述衬底台被构造用于保持衬底;
投影系统,所述投影系统被配置用于将所述图案化的辐射束投影到所述衬底的目标部分上;以及
编码器型传感器系统,所述编码器型传感器系统被配置用于测量衬底台相对于参考结构的位置,所述编码器型传感器系统包括编码器传感器头和编码器传感器目标,且所述光刻设备包括用于容纳所述编码器传感器目标的凹陷。
2.根据权利要求1所述的光刻设备,其中所述凹陷被设置在参考结构中或参考结构上。
3.根据权利要求2所述的光刻设备,其中所述凹陷由参考结构和围绕结构形成,所述围绕结构与参考结构的面对编码器传感器目标的表面相连,所述围绕结构至少部分地包围编码器传感器目标的、在衬底台的运动的主平面中所见的侧部。
4.根据权利要求3所述的光刻设备,包括在编码器传感器目标和凹陷之间的间隙。
5.根据权利要求4所述的光刻设备,其中在编码器传感器目标和参考结构之间的间隙小于1毫米。
6.根据权利要求4所述的光刻设备,其中在编码器传感器目标的侧部和围绕结构之间的间隙是1到2毫米的量级。
7.根据权利要求3所述的光刻设备,其中所述参考结构、围绕结构或参考结构和围绕结构两者设置有冷却通道,所述冷却通道用于循环温度稳定化流体。
8.根据权利要求7所述的光刻设备,其中所述流体为液体。
9.根据权利要求3所述的光刻设备,其中所述围绕结构包括铝。
10.根据权利要求2所述的光刻设备,其中所述参考结构包括面对编码器传感器目标的后侧的至少一部分的铝元件,在所述铝元件和所述编码器传感器目标的后侧之间的间隙小于50微米。
11.根据权利要求2所述的光刻设备,还包括透镜调节器,所述透镜调节器被配置用于调节投影系统的下游透镜,所述透镜调节器被配置用于提供所述凹陷的侧部。
12.根据权利要求11所述的光刻设备,其中在透镜调节器与编码器传感器目标的面对透镜调节器的侧部之间的间隙为毫米量级或更小。
13.根据权利要求1所述的光刻设备,其中所述位置位于衬底台的运动的主平面中。
14.一种光刻设备,所述光刻设备包括:
照射系统,所述照射系统被配置用于调节辐射束;
支撑件,所述支撑件被构造用于保持图案形成装置,所述图案形成装置能够将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束,以形成图案化的辐射束;
衬底台,所述衬底台被构造用于保持衬底;
投影系统,所述投影系统被配置用于将所述图案化的辐射束投影到所述衬底的目标部分上;
编码器型传感器系统,所述编码器型传感器系统被配置用于测量衬底台相对于参考结构的位置,所述编码器型传感器系统包括编码器传感器头和编码器传感器目标;以及
气源,所述气源被配置用于将经过调节的气流提供给所述编码器传感器目标的表面,所述表面基本平行于衬底台的运动的主平面。
15.一种光刻设备,所述光刻设备包括:
照射系统,所述照射系统被配置用于调节辐射束;
支撑件,所述支撑件被构造用于保持图案形成装置,所述图案形成装置能够将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束,以形成图案化的辐射束;
衬底台,所述衬底台被构造用于保持衬底;
投影系统,所述投影系统被配置用于将所述图案化的辐射束投影到所述衬底的目标部分上;以及
编码器型传感器系统,所述编码器型传感器系统被配置用于测量衬底台相对于参考结构的位置,所述编码器型传感器系统包括编码器传感器头和编码器传感器目标,
其中所述光刻设备被配置用于在闲置的时间周期中使衬底台沿着所述衬底台的运动的主平面运动,所述衬底台的运动用于防止所述编码器传感器目标被来自衬底台的热量局部加热。
16.一种光刻设备,所述光刻设备包括:
照射系统,所述照射系统被配置用于调节辐射束;
支撑件,所述支撑件被构造用于保持图案形成装置,所述图案形成装置能够将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束,以形成图案化的辐射束;
衬底台,所述衬底台被构造用于保持衬底;
投影系统,所述投影系统被配置用于将所述图案化的辐射束投影到所述衬底的目标部分上;
编码器型传感器系统,所述编码器型传感器系统用于测量衬底台相对于参考结构的位置,所述编码器型传感器系统包括编码器传感器头和编码器传感器目标;以及
热屏蔽层,所述热屏蔽层处于衬底台电机的固定式线圈结构和编码器传感器目标之间。
17.一种光刻设备,所述光刻设备包括:
照射系统,所述照射系统被配置用于调节辐射束;
支撑件,所述支撑件被构造用于保持图案形成装置,所述图案形成装置能够将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束,以形成图案化的辐射束;
衬底台,所述衬底台被构造用于保持衬底;
投影系统,所述投影系统被配置用于将所述图案化的辐射束投影到所述衬底的目标部分上;
编码器型传感器系统,所述编码器型传感器系统用于测量衬底台相对于参考结构的位置,所述编码器型传感器系统包括编码器传感器头和编码器传感器目标,所述编码器传感器目标包括具有基本为零的热膨胀系数和/或高热传导系数的材料。
18.根据权利要求17所述的光刻设备,其中所述编码器传感器目标包括液体通道,所述液体通道被配置用于循环温度稳定化液体。
19.根据权利要求18所述的光刻设备,其中所述编码器传感器目标包括光栅片和背片,所述液体通道被设置在所述背片中。
20.根据权利要求19所述的光刻设备,其中所述光栅片和背片由具有基本为零的热膨胀系数和/或高热传导系数的材料制成。
21.根据权利要求19所述的光刻设备,其中所述光栅片通过光学接触被连接到所述背片。
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