CN102645849A - 光刻设备和光刻投影方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光刻设备和光刻投影方法。该光刻设备包括：照射系统；支撑第一图案形成装置的第一支撑结构和支撑第二图案形成装置的第二支撑结构，第一和第二图案形成装置能够在辐射束的横截面上赋予辐射束图案以形成图案化辐射束；衬底台；和投影系统，其中第一和第二支撑结构在扫描方向上可以在沿扫描方向的至少为第二或第一图案形成装置的长度的扫描距离上移动，其中第一和第二支撑结构在第二方向上可以在沿第二方向的至少为第二或第一图案形成装置的宽度的距离上移动，其中第二方向大体垂直于扫描方向，以及光刻设备通过第一支撑结构和/或第二支撑结构在第二方向上的移动选择地将第一支撑结构或第二支撑结构与投影系统对准。

Description

光刻设备和光刻投影方法
技术领域
本发明涉及一种光刻设备和一种光刻投影方法。
背景技术
光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上，通常是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(ICs)的制造中。在这种情况下，可以将可选地称为掩模或掩模版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。通常，图案的转移是通过把图案成像到提供到衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上进行的。通常，单独的衬底将包含被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：所谓的步进机，在步进机中，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；和所谓的扫描器，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同步地扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。也可能通过将图案压印(imprinting)到衬底上的方式从图案形成装置将图案转移到衬底上。
为了尽可能有效地使用光刻设备，期望实现光刻设备的高产出，使得在最短的可能时间内处理大量的衬底。
在扫描型光刻设备的扫描模式中，衬底台与衬底台扫描移动(即跨经投影系统采用基本上恒定的速度的移动)一起移动。在衬底台扫描移动的同时，支撑图案形成装置的支撑结构也与扫描移动(即跨经投影系统采用基本上恒定的速度的移动)一起扫描，以在光刻设备的辐射束上赋予图案。因为在投影期间图案形成装置的支撑结构从起始位置移动至结束位置，图案形成装置支撑结构必须在图案形成装置支撑结构准备在相同方向上的新的扫描移动之前移回起始位置。
因此，光刻设备可以配置成在衬底上实施衬底台扫描移动的曲折图案。随后，图案形成装置支撑结构的随后的扫描移动可以沿相反的方向，因为随后的衬底扫描移动的方向也可以沿相反的方向。对于每次衬底台扫描移动，衬底台必须减速和加速以获得想要的速度和方向。这样减速和加速至基本上恒定的速度会花费相当多的时间。
在替代的扫描轨迹中，衬底台扫描移动被执行为跨经在衬底上(例如衬底的长度上)以行或列布置的多个管芯，同时图案化辐射束仅投影到一部分管芯上。例如，在单次衬底台扫描移动期间图案化辐射束仅投影到管芯的列或行的奇数位置处的管芯上。用于通过位于偶数位置处的管芯所需的时间用于将图案形成装置支撑结构从结束位置移回至起始位置。
发明内容
期望提供一种光刻设备和可以具有在衬底上的衬底台扫描移动的有效图案的光刻投影方法。
根据本发明的一个实施例，提供一种光刻设备，包括：照射系统，配置成调节辐射束；构造成支撑第一图案形成装置的第一支撑结构和构造成支撑第二图案形成装置的第二支撑结构，第一图案形成装置和第二图案形成装置能够在辐射束的横截面上赋予辐射束图案、以形成图案化辐射束；衬底台，构造成保持衬底；和投影系统，配置成将图案化辐射束投影到衬底的目标部分上，其中第一支撑结构和第二支撑结构在扫描方向上可以在沿扫描方向的第二图案形成装置或第一图案形成装置的至少长度的扫描距离上移动，其中第一支撑结构和第二支撑结构在第二方向上可以在沿第二方向的第二图案形成装置或第一图案形成装置的至少宽度的距离上移动，其中第二方向大体垂直于扫描方向，和其中光刻设备构造成通过第一支撑结构和/或第二支撑结构在第二方向上的移动来选择地将第一支撑结构或第二支撑结构与投影系统对准。
根据本发明一个实施例，提供一种使用扫描型光刻设备的光刻投影方法，所述光刻设备包括支撑第一图案形成装置的第一支撑结构和支撑第二图案形成装置的第二支撑结构，所述方法包括下列步骤：
用衬底台执行衬底台扫描移动，使得支撑在衬底台上的衬底的以行或列布置的管芯大体与投影系统对准，选择地使第一支撑结构和第二支撑结构与投影系统对准，在衬底台扫描移动期间在第一或第二支撑结构与投影系统对准的情况下执行扫描移动，以在辐射束的横截面上分别赋予辐射束第一图案形成装置或第二图案形成装置的图案，和在随后与投影系统对准的衬底的管芯上投影图案化辐射束。
附图说明
现在参照随附的示意性附图，仅以举例的方式，描述本发明的实施例，其中，在附图中相应的附图标记表示相应的部件，且其中：
图1示出了现有技术的光刻设备；
图2示出用于光刻设备中的现有技术中的扫描轨迹；
图3示出了根据本发明一个实施例的光刻设备；
图4a-4d示出根据本发明一个实施例的第一和第二图案形成装置支撑结构的组合的多种移动；
图5示出根据本发明一个实施例的光刻设备的扫描轨迹。
图6a和6b示出根据本发明一个实施例的第一和第二图案形成装置支撑结构的替代组合的移动；和
图7示出根据本发明一个实施例的第一、第二和第三图案形成装置支撑结构的组合的移动。
具体实施方式
图1示意地示出了根据本发明的一个实施例的光刻设备。所述光刻设备包括：照射系统(照射器)IL，其配置用于调节辐射束B(例如，紫外(UV)辐射或任何其他合适的辐射)；图案形成装置支撑结构(例如掩模台)MT，其构造用于支撑图案形成装置(例如掩模)MA，并与用于根据确定的参数精确地定位图案形成装置MA的第一定位装置PM相连。所述设备还包括衬底台(例如晶片台)WT或“衬底支撑结构”，其构造用于保持衬底(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W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，其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。
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、静电型或其它类型的光学部件、或其任意组合，以引导、成形、或控制辐射。
所述图案形成装置支撑结构MT以依赖于图案形成装置MA的方向、光刻设备的设计以及诸如图案形成装置MA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MA。所述图案形成装置支撑结构MT可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术保持图案形成装置MA。所述图案形成装置支撑结构MT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结构MT可以确保图案形成装置MA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的所需图案完全相符(例如如果该图案包括相移特征或所谓的辅助特征)。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MA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。掩模在光刻术中是公知的，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，每一个小反射镜可以独立地倾斜，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。
这里使用的术语“投影系统”应该广义地解释为包括任意类型的投影系统，投影系统的类型可以包括折射型、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)。
光刻设备可以是具有两个(双台)或更多衬底台或“衬底支撑结构”的类型。在这种“多台”机器中，可以并行地使用附加的台或支撑结构，或可以在一个或更多个台或支撑结构上执行预备步骤的同时，将一个或更多个其它台或支撑结构用于曝光。
光刻设备还可以是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、以便填充投影系统和衬底之间的空间的类型。浸没液体还可以被施加至光刻设备中的其它空间，例如在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。如在此处所使用的术语“浸没”并不意味着诸如衬底等结构必须浸没在液体中，而是意味着在曝光期间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SO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SO看成形成光刻设备的一部分，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。在其它情况下，所述源SO可以是所述光刻设备的组成部分(例如当所述源SO是汞灯时)。可以将所述源SO和所述照射器IL、以及如果需要时设置的所述束传递系统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IL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可以包括各种其它部件，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MA来形成图案。已经穿过图案形成装置(例如，掩模)MA之后，所述辐射束B通过投影系统PS，所述投影系统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和另一个位置传感器(图1中未明确示出)用于相对于所述辐射束B的路径精确地定位图案形成装置(例如，掩模)MA。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)的帮助来实现掩模台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或“衬底支撑结构”的移动。在步进机的情况下(与扫描器相反)，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(例如掩模)MA和衬底W。尽管所示的衬底对准标记占据了专用目标部分，但是它们可以位于目标部分C之间的空间(这些公知为划线对齐标记)中。类似地，在将多于一个的管芯设置在图案形成装置(例如掩模)MA上的情况下，所述图案形成装置对准标记可以位于所述管芯之间。
可以将所示的设备用于以下模式中的至少一种中：
1.在步进模式中，在将图案形成装置支撑结构MT或“掩模支撑结构”和衬底台WT或“衬底支撑结构”保持为基本静止的同时，将赋予所述辐射束的整个图案一次投影到目标部分C上(即，单一的静态曝光)。然后将所述衬底台WT或“掩模支撑结构”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，在对图案形成装置支撑结构MT或“掩模支撑结构”和衬底台WT或“衬底支撑结构”同步地进行扫描的同时，将赋予所述辐射束B的图案投影到目标部分C上(即，单一的动态曝光)。衬底台WT或“衬底支撑结构”相对于图案形成装置支撑结构MT或“掩模支撑结构”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动态曝光中所述目标部分C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C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结构MT或“掩模支撑结构”保持为基本静止，并且在对所述衬底台WT或“衬底支撑结构”进行移动或扫描的同时，将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上。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“衬底支撑结构”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)的无掩模光刻术中。
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。
在光刻设备的扫描模式中，衬底台WT随着衬底台扫描移动而移动，即，跨经投影系统沿扫描方向(在本情形中是y方向)基本上恒定的速度移动。在衬底台WT的衬底台扫描移动期间，支撑图案形成装置MA的支撑结构MT也随着扫描运动(即，跨经投影系统PS以基本上恒定的速度移动)而被扫描，以将图案赋予光刻设备的辐射束B。这种扫描移动也是沿扫描方向执行的。
在图1中示出的光刻设备中，衬底台扫描移动和图案形成装置支撑结构的扫描移动是相反的，即沿正的y方向和负的y方向。在替代的实施例中，这些移动可以是平行的，即都沿正的y方向或负的y方向。
在该图案化的辐射束B投影期间，图案形成装置MA的支撑结构MT从起始位置移动至结束位置。为了在相同的衬底台扫描移动期间可以在衬底W上执行后续的图案化辐射束B的投影，图案形成装置支撑结构MT必须在图案形成装置支撑结构MT准备好沿相同方向的新的扫描移动之前移回至起始位置。
因此，光刻设备可以配置成形成衬底上的衬底台扫描移动的逶迤或曲折(meandering)图案。然后，图案形成装置支撑结构的随后的扫描移动可以沿相反方向，因为随后的衬底扫描移动的方向也是沿相反的方向。然而，对于每个衬底台扫描移动，衬底台必须减速和加速以获得想要的速度和方向。这样减速和加速至基本上恒定的速度需要花费相当长的时间。
在替代的扫描轨迹中，跨经在衬底上(例如在衬底的长度上)以行布置或列布置的多个管芯实施衬底台扫描移动，同时图案化的辐射束仅被投影到一部分管芯上；例如，图案化的辐射束被投影到管芯的行或列中的奇数位置处的管芯上。通过在偶数位置处的管芯所需的时间被用来将图案形成装置支撑结构从结束位置移回至起始位置。
作为一个示例，该替代的扫描轨迹在图2中示出。衬底W随着用箭头A指示的衬底台扫描移动而被移动经过投影系统。在该衬底台扫描移动期间，图案化辐射束被投影到管芯D沿Y方向的行中的奇数位置处的管芯D上。在管芯D上的每次投影期间，图案形成装置支撑结构MT随着扫描移动从起始位置移动至结束位置。在偶数位置处的管芯通过投影系统的时间段被用于将图案形成装置支撑结构MT从结束位置移回至起始位置，使得图案形成装置支撑结构MT为新的扫描移动做好准备，以将图案化辐射束B投影到位于衬底W的奇数位置处的下一个管芯。为了将图案化辐射束投影到衬底W的所有的管芯上，衬底W必须再次随着衬底台扫描移动A而被移动经过投影系统，以将图案化辐射束投影到位于行的偶数位置处的所有管芯。在该衬底台扫描移动过程中，在奇数位置处的管芯通过投影系统的时间被用于将图案形成装置支撑结构MT从结束位置移回至起始位置。因此，在该扫描轨迹中所有的管芯必须被移动经过投影系统两次以投影图案化辐射束，这也花费相当长的时间。
图3示出根据本发明一个实施例的光刻设备。相同的部件或具有大体相同功能的部件使用与图1中的实施例相同的附图标记指示。除非有相反的指示，光刻设备可以以与上述的图1中的光刻设备类似的方式构造并且功能相同。
图3中的光刻设备包括两个图案形成装置支撑结构；第一支撑结构MT1构造用以支撑第一图案形成装置MA1，和第二支撑结构MT2构造用以支撑第二图案形成装置MA2。第一支撑结构MT1和第二支撑结构MT2在扫描方向(y方向)上可以在沿扫描方向的至少为图案形成装置MA1、MA2的长度的扫描距离上移动。
在图3中，第一支撑结构MT1与投影系统PS对准，即在第一支撑结构MT1沿扫描方向扫描移动期间，辐射束B被赋予第一图案形成装置MA1的图案。在期望时，第二图案形成装置MA2也可以与投影系统PS对准，使得在第二支撑结构MT2的扫描移动期间投影束B可以被赋予第二图案形成装置的图案。
为了选择地使第一支撑结构MT1和第二支撑结构MT2与投影系统PS对准，第一支撑结构MT1和第二支撑结构MT2在基本上垂直于扫描方向(y方向)的第二方向(x方向)上可以在沿第二方向的至少为图案形成装置MA1、MA2的宽度的第二距离上移动。光刻设备包括单个致动器、致动器组和/或致动器实体PM，以沿x方向同时移动第一支撑结构M1和第二支撑结构MT2。
当支撑结构MT1、MT2中的一个与投影系统PS对准以实施从起始位置至结束位置的扫描移动时，支撑结构MT1、MT2中的另一个可以沿y方向从结束位置移回至起始位置。结果，在使用第一支撑结构MT1在管芯上投影图案化辐射束B的投影操作的结束时刻，第二支撑结构MT2准备开始在下一个管芯上投影图案化辐射束的扫描移动，但是还没有与投影系统PS对准。
为了在下一个管芯上投影图案化辐射束B，第二支撑结构MT2仅不得不通过沿第一支撑结构MT1和第二支撑结构MT2的x方向上的移动与投影系统PS对准。可以执行沿x方向的该移动作为相对粗的移动，因为可以在六个自由度上非常精确地控制衬底台WT的位置。结果，在单次衬底台扫描移动期间可以在两个相邻的管芯上投影图案化辐射束。
图4a-4d更详细地示出在相邻的管芯上的图案化辐射束B的随后的投影期间第一支撑结构MT1和第二支撑结构MT2的移动。
与图3类似，图4a示出处于扫描移动的起始位置的第一支撑结构MT1，并且其与投影系统PS对准，即位于第二支撑结构MT2和第一支撑结构MT1的平衡质量BM之间的中间位置。沿正的y方向的箭头指示支撑结构MT1的扫描移动。第二支撑结构MT2定位在y方向上扫描移动的结束位置处。第二支撑结构MT2不与投影系统对准，即当沿y方向实施扫描移动时第二支撑结构MT2不沿投影系统的光轴移动以接收辐射束。在第一支撑结构MT1的扫描移动期间，第二支撑结构MT2可以从结束位置移回起始位置，如箭头所示。
图4b示出在图4a中的箭头指示的移动之后的第一支撑结构MT1和第二支撑结构MT2。第一支撑结构MT1此时定位在扫描移动的结束位置。第二支撑结构MT2沿y方向移回至起始位置，但是在x方向上不与投影系统PS对准。为了将第二支撑结构MT2与投影系统对准以执行随后的或下一次的扫描移动，例如在相同的衬底台扫描移动期间，第一支撑结构MT1和第二支撑结构MT2同时沿如箭头表示的负的x方向移动。
图4c示出在沿x方向移动之后的第一支撑结构MT1和第二支撑结构MT2。第二支撑结构MT2此时与投影系统PS对准并且定位在起始位置准备执行如箭头所示的扫描移动。在第二支撑结构MT2的扫描移动期间，第一支撑结构MT1此时从结束位置移回起始位置、以在第二支撑结构MT2的扫描移动之后再次执行扫描移动。这种移动在图4c中也以箭头表示。在第一支撑结构MT1的移动期间，其不与投影系统PS对准。
图4d示出这些移动之后的第一支撑结构MT1和第二支撑结构MT2的位置。第二支撑结构MT2仍然与投影系统PS对准，但是此时在扫描移动的结束位置处，第一支撑结构MT1不与投影系统PS对准，但是在y方向上定位在扫描移动的起始位置。
通过第一支撑结构MT1和第二支撑结构MT2在正的x方向上的同时移动，第一支撑结构MT1可以与投影系统对准以执行新的扫描移动，并且第二支撑结构MT2可以在不干扰第一支撑结构MT1的扫描移动的情况下被引导至其可以移回至扫描移动的起始位置处的位置。在第一支撑结构MT1和第二支撑结构MT2在如箭头所示的正x方向上的同时移动之后，第一支撑结构MT1和第二支撑结构MT2具有如图4a所示的相同位置，并且可以在单次衬底台扫描移动期间执行上述的移动、以将图案投影到相邻管芯行中每一管芯上。
图5示出衬底W的这种单次衬底台扫描移动A。支撑在第一支撑结构MT1上的第一图案形成装置MA1和支撑在第二支撑结构MT1上的第二图案形成装置MA2可以交替地用于在相邻管芯D行上投影图案化辐射束。例如，第一图案形成装置MA1用于位于奇数位置处的管芯，第二图案形成装置MA2用于位于偶数位置处的管芯。因此，在单个行内的所有管芯可以在衬底台的单次衬底台扫描移动过程中被投影。这导致在不需要提供第二照射系统和/或第二投影系统的情况下非常有效地使用光刻设备。
要注意的是，图2中示出的管芯曝光方法和轨迹或任何其他合适的管芯曝光方法和轨迹也可以使用根据本发明的光刻设备来实施。
第一图案形成装置MA1和第二图案形成装置MA2具有基本上相同的图案，以在衬底W上管芯D的行中的所有管芯上，或甚至在衬底W的所有管芯D上投影基本上相同的图案。然而，还可以是，第一图案形成装置MA1和第二图案形成装置MA2具有不同的图案，例如以执行双图案化过程。
图6a和6b示出第一支撑结构MT1和第二支撑结构MT2的组合的替代实施例。在该实施例中，第一支撑结构MT1和第二支撑结构MT2的每一个包括其自身的致动器、致动器组和/或致动器实体，以沿第二方向(即x方向)分别移动支撑结构MT1、MT2。该实施例的优点在于，可以不依赖于第一支撑结构MT1的扫描移动实施第二支撑结构MT2从扫描移动的结束位置至新的扫描移动的起始位置的移动，反之亦然。相对比，在图4a-4d中的实施例中，第二支撑结构MT2沿x方向的移动仅可以在第一支撑结构MT1的扫描移动结束之后开始，因为第一支撑结构MT1和第二支撑结构MT2同时沿x方向移动。
在图6a中示出，在如箭头表示的第一支撑结构MT1沿y方向的扫描移动期间，第二支撑结构MT2可以通过第二支撑结构MT2沿正x方向、负y方向以及负x方向的后续多个移动(通过箭头表示)从扫描移动的结束位置移动至起始位置。当第一支撑结构MT1的扫描移动结束时，第二支撑结构的扫描移动可以直接开始，或甚至已经开始。
如图6b所示，在第二支撑结构MT2的扫描移动期间，第一支撑结构MT1可以通过第一支撑结构MT1沿负x方向、负y方向以及正x方向的后续多个移动而从结束位置回到起始位置。这样，第一支撑结构MT1和第二支撑结构MT2可以彼此独立地以回路的方式移动，使得在支撑衬底W的衬底台WT的单次扫描移动期间可以用图案化辐射束投影衬底W上的相邻管芯。
在图6a和6b中，第一支撑结构MT1和第二支撑结构MT2每一个在光刻设备的一侧移动通过一个回路。这是有利的，对于每个支撑结构MT1、MT2可以使用分离的线缆连接(例如电缆拖链(cable schlep))，其连接至支撑结构MT1、MT2的相应的自由侧。也可以应用任何其他移动或轨迹。
图7示出本发明的一个实施例的另一支撑结构组合，包括多个构造成支撑图案形成装置的支撑结构。在该组合中，提供第一支撑结构MT1、第二支撑结构MT2以及第三支撑结构MT3以分别支撑第一图案形成装置MA1、第二图案形成装置MA2以及第三图案形成装置MA3。在该实施例中，所有的支撑结构MT1、MT2、MT3沿着相同的路线。在正y方向上实施从起始位置至结束位置的扫描移动。在该扫描移动期间，相应的支撑结构MT1、MT2、MT3与投影系统对准，使得将要投影到管芯上的投影束可以被赋予支撑在相应的支撑结构MT1、MT2、MT3上的图案形成装置MA1、MA2、MA3的图案。在扫描移动之后，通过沿负x方向、负y方向以及正x方向的后续多个移动使得支撑结构MT1、MT2、MT3可以回到起始位置。
因为存在多于两个可用的支撑结构MT1、MT2、MT3，在一个支撑结构的单次扫描移动的时间内不必完成从结束位置至起始位置的完整回路移动。在图7的实施例中，在第一支撑结构MT1的扫描移动之后，第三支撑结构MT3可以执行扫描移动。仅在第三支撑结构MT3的扫描移动结束之后，第二支撑结构MT2必须准备执行扫描移动。
要注意的是，不必要求所有支撑结构MT1、MT2、MT3沿着相同的路线。支撑结构MT1、MT2、MT3可以沿着不同的路线，并且在需要的时候，这些路线可以改变。此外，在需要的时候，可以提供多于三个的支撑结构。
图7的光刻设备包括图案形成装置装载装置MALD、用于支撑结构MT1、MT2、MT3上的图案形成装置的装载和卸载。在图7中，第三支撑结构MT被定位在装载/卸载位置，其中可以从支撑结构MT3卸载图案形成装置MA3，并且可以将新的图案形成装置装载到支撑结构MT3上。在第一支撑结构MT1和第二支撑结构MT2的回路移动期间，第一支撑结构MT1和第二支撑结构MT2还可以通过该装载/卸载位置。通过离开回路移动也可以到达该装载/卸载位置。
图案形成装置装载装置MALD定位成使得当支撑结构MT1、MT2、MT3的一个与照射装置对准以接收投影束时，即执行扫描移动期间，可以实施图案形成装置在各个支撑结构MT1、MT2、MT3上的装载/卸载。
在本发明的任何其他实施例中也可以设置这种图案形成装置装载装置MALD，例如在图3、4a-4d以及6a和6b中示出的实施例中。
在图4a-4d、6a、6b和7的实施例中示出平衡质量BM。这些平衡质量BM用于补偿由第一支撑结构MT1和/或第二支撑结构MT2、和/或图7中的第三支撑结构MT3的致动导致的反作用力。作为替代，或其附加，第一、第二以及第三支撑结构MT1、MT2、MT3的一个或多个的质量可以用作用于补偿第一、第二以及第三支撑结构MT1、MT2、MT3中的另一个的反作用力的平衡质量。
要注意的是，在具有多个可移动支撑结构(例如光刻设备的多台系统)的系统中使用一个或多个可移动支撑结构(例如构造用于保持衬底或图案形成装置的多个台)的质量作为用于这种系统的多个支撑结构中的其他支撑结构的致动作用的平衡质量并不限于构造用以通过第一支撑结构和/或第二支撑结构沿垂直于扫描方向的第二方向的移动来选择地使第一或第二图案形成装置支撑结构与投影系统对准的光刻设备。
在多支撑结构系统中，尤其是光刻设备中使用一个或多个可移动支撑结构作为平衡质量的这种方法可以通用。
在替代的实施例中，图案形成装置支撑结构可以被形成为旋转支撑结构而不是扫描支撑结构。这种旋转的图案形成装置支撑结构优选地旋转，其中恒定的速度基本上垂直于扫描方向，其中相对于传统的图案形成装置支撑结构其需要显著地较少的驱动力。在这种实施例中，图案形成装置支撑结构被形成为围绕z轴线以优选恒定速度旋转且保持多个图案形成装置的旋转台。短行程可以用于补偿由于这种旋转轨迹扫描带来的最终的弧线。作为替代，晶片台扫描轨迹可以适于补偿这种弧线、以在衬底上获得直的图案线。
在另一替代的实施例中，图案形成装置支撑结构和图案形成装置被旋转筒替代，旋转筒围绕x轴线以优选恒定的速度旋转。在这种结构中，图案形成装置图案被蚀刻到旋转筒的圆周上(例如，半径形状(radius shape))。因为这种图案形成装置图案相对于光柱是弯曲的，因此狭缝的边缘上最终的图像误差(例如，聚焦误差)应该通过例如光柱中的补偿作用而被补偿。
在还一替代的实施例中，为了避免这种图像误差，可以在旋转筒上安装平的图案形成装置。在这种实施方式中，多个图案形成装置被安装在旋转筒上以照射晶片上的管芯的列。该实施例可能需要第二旋转筒、以避免由于入射角的改变以及折射率带来的偏移。为了通过使用两个分离的筒来补偿相对大的容积或体积需求，其中每个筒包括分离的旋转轴线，保持图案形成装置的筒可以被形成为空的筒，在其中构造并布置实心的筒并且也旋转以补偿所述偏移。这种实施方式的优点在于，存在一个共同的旋转轴线并因此需要较少的体积。包括四个筒、其中两个附加的筒包括反射镜的结构可以与反射型图案形成装置结合使用(即，用在EUV结构中)。
虽然本说明书详述了光刻设备在制造ICs中的应用，应该理解到，这里描述的光刻设备可以有制造具有微米尺度、甚至纳米尺度的特征的部件的其他应用，例如制造集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCDs)、薄膜磁头等(例如包括这些应用中的一个的装置)。本领域技术人员应该看到，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，可以将这里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。
虽然上面详述了本发明的实施例在光刻设备的应用，应该注意到，本发明可以有其它的应用，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(UV)(例如具有约为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，术语“透镜”可以表示不同类型的光学构件中的任何一种或其组合，包括折射式的、反射式的、磁性的、电磁的以及静电的光学构件。
尽管以上已经描述了本发明的具体实施例，但应该认识到，本发明可以以与上述不同的方式来实现。例如，本发明可以采用包含用于描述一种如上面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，或具有存储其中的所述计算机程序的数据存储介质(例如半导体存储器、磁盘或光盘)的形式。
应该认识到，这里所述的支撑结构和/或台的不同的移动和/或位置可以使用一个或多个控制器(例如每个支撑结构一个控制器或所有的支撑结构使用一个控制器)控制，每一个控制器可以包括一个或多个处理器。例如，一个或多个控制器可以配置成控制一个或者多个配置成移动一个或多个支撑结构的致动器。所述一个或多个控制器可以是光刻设备的一个部分(例如光刻设备的主要控制器的一部分)。所述一个或多个处理器可以配置成执行嵌入在数据存储介质中的机器可执行指令。
包括编程(包括可执行编码)的计算机系统的软件功能可以用于实施上述的实施方式。所述软件编码可以通过多种用途的计算机来执行。在操作过程中，编码和可能的相关数据记录可以存储在多种用途的计算机平台内。然而在其他时候，软件可以存储在其他位置和/或被输送用于装载至合适的多种用途的计算机系统中。因此，上述的实施例包括通过至少一个机器可读介质承载的一个或多个编码模块形式的一个或多个软件或计算机产品。通过计算机系统的处理器执行这种编码允许所述平台基本上以在上述并图示的实施例中执行的方式执行这些功能。
如这里所使用的，诸如计算机或机器“可读介质”的术语指的是任何参与提供指令给处理器用于执行的介质。这种介质可以采用任何形式，包括但不限于非易失性介质、易失性介质以及传输介质。非易失性介质包括例如光学盘或磁盘，例如在如上述那样操作的任何计算机中的任一种存储装置。易失性介质包括动态存储器，诸如计算机系统的主存储器。物理传输介质包括共轴电缆、铜线以及光纤，包括包含计算机系统内的总线的线缆。载波传输介质可以采用电信号或电磁信号的形式，或声波或光波的形式，例如在射频(RF)和红外(IR)数据通信期间生成的那些。因此计算机可读介质的通常形式包括诸如软盘、软磁盘、硬盘、磁带、任何其他磁性介质、CD-ROM、DVD、任何其它光介质，以及不普遍使用的介质，例如穿孔卡片、纸带，任何其它具有孔图案的物理介质，RAM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM，任何其它存储器芯片或卡带，载波输送数据或指令、输送这种载波的电缆或链接，或其它任何计算机可读取或发送编程编码和/或数据的介质。这些计算机可读介质的形式的大部分被用于承载一个或多个指令的一个或多个序列至处理器用于执行。
上面描述的内容是例证性的，而不是限定的。因而，应该认识到，本领域的技术人员在不脱离以下所述权利要求的范围的情况下，可以对上述本发明进行更改。

Claims (14)

1.一种光刻设备，包括：
照射系统，配置成调节辐射束；
构造成支撑第一图案形成装置的第一支撑结构和构造成支撑第二图案形成装置的第二支撑结构，所述第一图案形成装置和第二图案形成装置能够在辐射束的横截面上赋予辐射束图案以形成图案化辐射束；
衬底台，构造成保持衬底；和
投影系统，配置成将图案化辐射束投影到衬底的目标部分上，
其中所述第一支撑结构和第二支撑结构在扫描方向上能够在沿所述扫描方向的至少为第二图案形成装置或第一图案形成装置的长度的扫描距离上移动，
其中所述第一支撑结构和第二支撑结构在第二方向上能够在沿所述第二方向的至少为第二图案形成装置或第一图案形成装置的宽度的距离上移动，其中所述第二方向大体垂直于扫描方向，
其中所述光刻设备构造成通过所述第一支撑结构和/或第二支撑结构在第二方向上的移动选择地将第一支撑结构或第二支撑结构与投影系统对准，和
其中所述第一支撑结构和第二支撑结构包括单个致动器、致动器组和/或致动器实体，以在所述第二方向上同时地移动第一支撑结构和第二支撑结构。
2.如权利要求1所述的光刻设备，包括：第一致动器、致动器组和/或致动器实体，以在第二方向上移动第一支撑结构；和第二致动器、致动器组和/或致动器实体，以在第二方向上移动第二支撑结构。
3.如权利要求1所述的光刻设备，其中，所述光刻设备配置成在单次衬底台扫描移动过程中投影以行或列布置的多个管芯。
4.如权利要求3所述的光刻设备，其中，用具有通过第一图案形成装置和第二图案形成装置赋予的图案的投影束交替地投影多个管芯。
5.如权利要求1所述的光刻设备，其中，所述光刻设备构造成在第一和第二支撑结构中的一个的扫描移动期间移动，所述第一和第二支撑结构中的另一个至少部分地从之前的扫描移动的结束位置移动至新的扫描移动的起始位置。
6.如权利要求1所述的光刻设备，其中，所述第一支撑结构和第二支撑结构具有共同的平衡质量。
7.如权利要求1所述的光刻设备，包括一个或多个另外的支撑结构，每一个另外的支撑结构构造成支撑另外的图案形成装置，其中所述一个或多个另外的支撑结构在扫描方向上能够在沿所述扫描方向的至少为另外的图案形成装置的长度的扫描距离上移动，并且其中所述一个或多个另外的支撑结构在第二方向上能够在沿第二方向的至少为另外的图案形成装置的宽度的第二距离上移动，其中所述第二方向大致垂直于所述扫描方向，和
其中所述光刻设备构造成通过第一支撑结构、第二支撑结构和/或一个或多个另外的支撑结构沿第二方向的移动来选择性地使第一支撑结构、第二支撑结构或一个或多个另外的支撑结构中的一个与投影系统对准。
8.如权利要求7所述的光刻设备，其中，所述第一支撑结构、第二支撑结构和一个或多个另外的支撑结构相继地沿着回路移动，包括从扫描移动的起始位置至结束位置的扫描移动，和从扫描移动的结束位置至起始位置的返回移动，其中所述返回移动包括沿第二方向的移动。
9.如权利要求1所述的光刻设备，包括图案形成装置装载装置，其配置成在第一和/或第二支撑结构上装载和卸载图案形成装置，其中所述图案形成装置装载装置定位成使得当第一和第二支撑结构中的一个与投影系统对准以执行扫描移动时执行在第一和第二支撑结构的另一个上的图案形成装置的装载/卸载。
10.如权利要求1所述的光刻设备，其中，所述第一支撑结构、第二支撑结构和可能的任何另外的支撑结构中的一个或多个的质量被用作用于第一支撑结构、第二支撑结构和可能的任何另外的支撑结构中的其他支撑结构的平衡质量。
11.一种使用扫描型光刻设备的光刻投影方法，所述光刻设备包括支撑第一图案形成装置的第一支撑结构和支撑第二图案形成装置的第二支撑结构，所述方法包括下列步骤：
用衬底台执行衬底台扫描移动，使得支撑在衬底台上的衬底的以行或列布置的管芯大体与投影系统对准；
选择性地使第一支撑结构和第二支撑结构与投影系统对准；
在衬底台扫描移动期间在第一或第二支撑结构与投影系统对准的情况下执行扫描移动，以在辐射束的横截面上分别赋予辐射束第一图案形成装置或第二图案形成装置的图案，和
在随后与投影系统对准的衬底的管芯上投影图案化辐射束。
12.如权利要求11所述的方法，其中，选择性地使第一支撑结构和第二支撑结构与投影系统对准的步骤包括在沿第二方向的至少为第一或第二图案形成装置的宽度的第二距离上沿第二方向移动第一支撑结构和/或第二支撑结构，其中所述第二方向大体垂直于扫描移动的扫描方向。
13.如权利要求11所述的方法，其中，选择性地使第一支撑结构和第二支撑结构与投影系统对准的步骤包括交替地使第一支撑结构和第二支撑结构与投影系统对准。
14.如权利要求11所述的方法，其中，所述第一图案形成装置和第二图案形成装置具有基本上相同的图案、以用基本上相同的图案投影随后的管芯，或其中所述第一图案形成装置和第二图案形成装置具有不同的图案以执行双图案化过程。
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