CN102681352B - 光刻设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种光刻设备，包括衬底台位置测量系统和投影系统位置测量系统，分别用以测量衬底台和投影系统的位置。衬底台位置测量系统包括安装在衬底台上的衬底台参考元件和第一传感器头。衬底台参考元件在基本上平行于衬底台上的衬底的保持平面的测量平面内延伸。保持平面布置在测量平面的一侧并且第一传感器头布置在测量平面的相对侧。投影系统位置测量系统包括一个或多个投影系统参考元件和传感器组件。传感器头和传感器组件或相关的投影系统测量元件安装在传感器框架上。

Description

光刻设备
技术领域
本发明涉及一种光刻设备。
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。
WO2010/032878公开一种光刻设备，其包括传感器头，传感器头配置成确定光刻设备的衬底台的位置。传感器头布置在在衬底台下面延伸的传感器臂上。传感器臂刚性地安装在光刻设备的量测框架上。光刻设备的衬底台包括保持装置，用以将衬底保持在保持平面内。衬底台还包括在平行于保持平面的测量平面内延伸的格栅板(grid plate)。格栅板布置在保持装置的下面，使得布置在传感器臂上的传感器头与格栅板协同操作以测量衬底台的位置。
WO2010/032878中的位置测量系统的缺点在于，位置测量系统会对动态移动和热影响敏感，这会导致不精确的位置测量。不精确的位置测量会导致曝光误差，例如聚焦和重叠误差，因此是不期望的。
发明内容
期望提供一种光刻设备，该光刻设备包括用于衬底台的精确的位置测量的位置测量系统。
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；支撑结构，构造成支撑图案形成装置，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，包括保持装置，用以将衬底保持在保持平面内；投影系统，配置成当衬底台定位在曝光区域内时将图案化辐射束投影到衬底的目标部分上；和支撑投影系统的基本上隔离振动的框架，其中光刻设备包括衬底台位置测量系统，所述衬底台位置测量系统用以测量衬底台的位置，其中所述衬底台位置测量系统包括：衬底台参考元件，所述衬底台参考元件布置在衬底台上；和第一传感器头，所述第一传感器头用以确定第一传感器头相对于衬底台参考元件的位置，其中所述衬底台参考元件在基本上平行于保持平面的测量平面内延伸，并且其中所述保持平面布置在测量平面的一侧并且第一传感器头在衬底台位于曝光位置时布置在测量平面的相对侧，其中光刻设备包括传感器框架，所述传感器框架安装在光刻设备的子框架上，以及第一传感器头安装在传感器框架上；其中光刻设备包括投影系统位置测量系统，所述投影系统位置测量系统配置成测量投影系统的位置，所述投影系统位置测量系统包括至少一个投影系统参考元件和传感器组件，用以确定传感器组件相对于投影系统参考元件的位置，和其中传感器组件和至少一个投影系统参考元件中的一个安装在投影系统上，以及传感器组件和至少一个投影系统参考元件中的另一个安装在传感器框架上。
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示出根据本发明一个实施例的光刻设备；
图2示出根据本发明一个实施例的具有传感器头和传感器组件的传感器框架；
图3示意地示出图2中剖面A-A的俯视图；和
图4示出根据本发明一个实施例的用于光刻设备的测量区域的具有传感器头和传感器组件的第二传感器框架。
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)；图案形成装置支撑件或支撑结构(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以依赖于图案形成装置的方向、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结构可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术保持图案形成装置。所述图案形成装置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。所述图案形成装置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和衰减型相移掩模类型以及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和包括安装在传感器框架3上的传感器头1和安装在衬底台WT上的格栅板4的衬底台位置测量系统的帮助，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)的帮助来实现图案形成装置支撑结构(例如掩模台)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)，图案形成装置支撑结构(例如掩模台)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掩模MA上的情况下，掩模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。
图2和3示出根据本发明一个实施例的衬底台位置测量系统。
衬底台位置测量系统包括传感器头1，其布置在传感器框架3的第一臂2上。传感器头1配置成与布置在衬底台WT的底侧面的格栅板4形式的衬底台参考元件协同操作。衬底台WT包括保持装置或保持器5，例如真空夹持装置，用以将衬底W保持在保持平面内。格栅板4在沿基本上平行于保持平面的测量平面内延伸。还可以应用任何其他能够与传感器头1协同操作以确定衬底台WT的位置的衬底台参考元件。
传感器头1配置成确定衬底台WT在六个自由度上的位置。因此，传感器头1包括用以测量在测量平面内在第一方向(例如x方向)上的位置的第一和第二编码器传感器，和用以测量在测量平面内在基本上垂直于第一方向的第二方向(例如y方向)上的位置的第三编码器传感器。传感器头1包括三个干涉仪传感器，用以测量在基本上垂直于测量平面的方向(例如z方向)上的位置。
在图2和3中的实施例中，传感器头1包括三个测量传感器1a，每一个结合编码器传感器中的一个和干涉仪传感器中的一个。单个测量传感器1a之间的距离可以例如在衬底W上的管芯的尺寸范围内，由此导致具有相对小的测量区域的传感器头1在六个自由度上测量衬底台WT的位置。
在一个实施例中，传感器头1布置在光刻设备的光轴O上。结果，传感器头1可以测量在曝光期间在位于靠近投影束B被投影到支撑在衬底台WT上的衬底W所在的位置的位置处的格栅板4的位置。以此方式，衬底的目标部位的位置，即投影束B投影到衬底W上所在的位置，可以被相对精确地确定并用于衬底台WT上的衬底W的位置控制。此外，在该部位处的位置测量导致对衬底台内的变形的低敏感性。
因为传感器头1布置在测量平面相对于保持装置或保持器5的保持平面的相对侧，因此，传感器头1虽然布置在光轴O上，但不会干扰图案化辐射束到衬底W上的投影。
在一个实施例中，传感器框架3由具有低的热膨胀系数的轻量的材料，例如微晶玻璃(Zerodur)制造。此外，传感器框架3具有相对高刚度的轻量结构。
传感器框架3的最低共振频率是至少400Hz，在一个实施例中，是至少600Hz。在本示例中，这种相对高的最低共振频率水平是通过构造轻量且相对刚性的传感器框架3来获得的。
传感器框架3安装在量测框架MF上。这种量测框架3是基本上振动隔离框架，即基本上静止的框架，投影系统PS安装至量测框架。要注意的是，基本上静止的框架可以是被动地或主动地保持在基本上静止位置处的任何框架。光刻设备的量测框架3使用被动或主动空气安装座安装在基座框架上以过滤任何外部干扰，例如厂房地板的振动。以此方式，投影系统PS和传感器框架3被保持在基本上静止位置上。
然而，量测框架中仍然存在某些移动，例如量测框架通常的150-200Hz频率范围内的弯曲模式。量测框架的其他移动也影响衬底台位置测量系统的测量质量。
为了使传感器框架3对量测框架的移动不敏感，传感器框架3通过使用静态地确定的结构(即该结构不是欠定或超定的)，以在六个自由度上运动学的方式安装在光刻设备的量测框架MF上。在图示的实施例中，静态地确定的(即，非欠定的且非超定的)片簧结构6被用于将传感器框架3安装在量测框架MF上。
因为传感器框架的最低共振频率(＞400Hz)显著高于量测框架的通常的共振频率(150-200Hz)，并且传感器框架3通过片簧结构6与量测框架MF的共振振动隔离，因此，衬底台位置测量系统的性能被显著地提高。
期望良好的图像质量，其中聚焦和成像误差小。为了控制这些聚焦和成像误差，期望控制衬底台相对于投影系统PS的位置，优选不依赖量测框架的移动。基于此，传感器组件7被安装在传感器框架3的第二臂8上，使得衬底台WT和投影系统PS相对于彼此的位置可以被精确地确定。传感器臂8是部分环形的，用以测量相对于投影系统PS的外缘的位置。基于这些测量值，可以确定在光轴O处的投影系统的位置。
传感器组件7配置成确定投影系统PS在六个自由度上的位置。传感器组件7包括用以测量投影系统PS在径向方向上相对于投影系统的光轴O的位置的第三位置传感器11和第一位置传感器9，和用以测量投影系统PS在切向方向上相对于投影系统PS的光轴O的位置的第二位置传感器10。传感器组件7还包括三个位置传感器12，用以测量投影系统PS在基本上平行于投影系统的光轴O的方向(即z方向)上的位置。
位置传感器9、10、11以及12可以例如是编码器型传感器、干涉仪和/或电容传感器，并且配置成确定相对于布置在投影系统PS的底端的外缘上的参考元件13(诸如小反射镜元件或格栅板)的位置。在替换的实施例中，也可以使用任何其他合适类型的传感器和参考元件。参考元件还可以例如由投影系统本身形成。
因为传感器组件7和传感器头1安装在传感器框架3上，因此，可以以高的精确度测量衬底台WT相对于投影系统PS的相对位置。
值得注意的是，在替换的实施例中，传感器组件7可以安装在投影系统PS上，并且投影系统参考元件13可以安装在传感器框架3上。
传感器臂本身的共振频率、由于衬底台WT的移动导致的空气压力带来的传感器框架变形而带来传感器臂3的位置变化、传感器框架3的热效应(例如局部升温引起的)以及由于传感器头1和格栅板4之间的区域内热效应带来的测量束的干扰等可以影响位置测量的质量。
可以实施下面的方法减小或甚至消除这些影响。
虽然传感器框架3的最低共振频率显著高于量测框架MF的最低共振频率，但是传感器框架3的这些共振频率仍然可以影响位置测量。为了减小传感器框架3本身的共振频率的影响，设置主动阻尼装置或主动阻尼件15以阻尼传感器框架3的移动。这种主动的阻尼装置或主动的阻尼件15可以配置成任何能够抑制传感器框架3的移动的阻尼装置或阻尼件15。作为可选的方式或附加，可以设置被动阻尼装置以阻尼传感器臂3的移动。这种被动阻尼装置可以是用于抑制传感器框架3的一个或多个共振峰的微调质量阻尼件。替换地或附加地，可以使用基于涡流的阻尼件。
衬底台WT在例如衬底台的扫描移动期间的移动可以引起压力波动，其在设置传感器头1的区域内传播。在使用光刻设备期间在其他部位也可以存在压力波动，其可以作用在传感器框架3上或其一部分上。为了减小压力波动的影响，可以设置包括至少部分地包围传感器框架3的遮蔽材料的一个或多个遮蔽框架。在图2和3a的示例性的实施例中，设置遮蔽框架16，其包围传感器臂2和传感器头1。另外的遮蔽框架可以设置用于传感器框架3和/或传感器组件7的其他部分。
附加地或替换地，传感器框架3可以具有空气动力学设计、用于最小化压力波动的影响。
在一个实施例中，一个或多个遮蔽框架16没有安装在传感器框架和/或量测框架上，因为压力波动力将被施加在这些遮蔽框架16上。一个或多个遮蔽框架16可以例如安装在光刻设备的基座框架上，即光刻设备的非振动隔离框架、
传感器框架3内的热条件也对传感器头1和传感器组件7的传感器之间的相对位置有影响。这些相对位置应该保持恒定以获得可靠的衬底台WT相对于投影系统PS的位置测量。为了控制由传感器框架3内的热效应引起的影响，一个或多个热调节装置或热调节器17可以设置用以控制传感器框架3的热条件。这些热调节装置或热调节器17可以例如包括水加热/冷却管道、可以是电气的局部加热器，或等同物。热调节器17可以包括温度控制液体和/或气体。热调节器17可以包括珀耳帖效应元件或热管以传输热。热调节装置或热调节器17可以安装在传感器框架3上或其他任何合适的位置上，例如遮蔽框架16。温度传感器可以位于传感器框架3内或传感器框架3上，以获取精确的温度。
如上所述，在测量束区域(即传感器头1和格栅板4之间)内的热条件可以在测量过程中引起干扰。一个或多个空气调节装置或空气调节器18设置用以调节传感器头1的测量束的测量区域内的空气流动。类似地，空气调节装置18可以设置用以调节传感器组件的位置传感器9、10、11、12的测量束延伸所在的区域。空气调节装置18可以位于传感器框架3、量测框架MF以及基座框架中的至少一个上。
一个或多个空气调节装置18可以安装在任何合适的部位上，例如遮蔽框架16上。要注意的是，当测量束延伸通过被调节的环境时，例如部分真空环境，空气调节装置18可以用于调节该被调节的环境。
图2和3示出用以测量衬底台WT在光刻设备的曝光区域(即图案化投影束B投影到衬底W上所在的位置)内的位置的传感器框架3。
本发明的传感器框架3还可以设置在光刻设备的测量区域内。在衬底W上的图案实际曝光之前，通过对准传感器和聚焦传感器扫描衬底W的表面以测量衬底W的表面。这些信息在曝光阶段期间被用于优化衬底表面相对于投影系统的对准和聚焦。
图4示出布置在这个测量范围内的传感器框架3。具有大体相同功能的部分用相同的附图标记表示。值得注意的是，在光刻设备中，测量区域和曝光区域可以彼此靠近地设置，优选临近彼此设置。
在量测框架MF上，对准传感器20和聚焦传感器21布置成执行对准和聚焦测量。第二传感器框架3用静态地确定(即非欠定或非超定)的片簧结构6以运动学的方式安装在量测框架MF上。第二传感器框架3包括第一传感器框架臂2和第二传感器框架臂8。在第一传感器框架臂2上，安装第二传感器头1以确定衬底台WT相对于传感器框架3的位置。在第二传感器框架臂8上，安装第二传感器组件7以确定对准传感器20和聚焦传感器21相对于传感器框架3的位置。参考元件13安装在对准传感器20和聚焦传感器21上以与传感器组件7协同操作。
使用第二传感器框架3、第二传感器头1和第二传感器组件7，可以获得衬底台WT和对准传感器20和聚焦传感器21之间相对位置的可靠的测量。
值得注意的是，与图2和3中的实施例类似，传感器框架3可以设置其他措施以优化测量性能，例如主动或被动阻尼装置、一个或多个遮蔽框架、用于传感器框架3的一个或多个热调节装置以及用以调节测量束的区域内的空气的一个或多个空气调节装置。
在上述的实施例中，衬底台参考元件可以由与衬底台或衬底台的至少一部分相同的材料形成。该部分可以是衬底台参考元件和需要高位置精确度的衬底台的顶表面之间存在的部分。这是有利地，使用衬底台参考元件可以测量衬底台的热变形。此外可以测量具有水平梯度或随时间变化的热变形。当衬底台由于温度升高而膨胀时，衬底台参考元件以相同的方式膨胀。可以在感兴趣的点处(即在衬底上的曝光狭缝处)直接测量在平行于保持平面的平面内的热变形。在垂直于保持平面的方向上的热变形可以仍然存在，但是通常是对光刻过程的重要性要小得多的10倍因数。这允许使用与具有极低热膨胀系数的材料CTE(例如微晶玻璃(Zerodur))不同的材料。可代替的，可以使用具有较高CTE以及较高杨氏模量或较高热导率的材料，例如SiSiC。在一个实施例中，衬底台和衬底台参考元件是一个整体部分。
上述实施例的替换或附加，光刻设备可以设置有附加的位置测量系统、用于测量衬底台位置测量系统的至少一部分相对于投影系统位置测量系统的至少一部分的位置。附加的位置测量系统的一个示例是干涉仪系统，用以测量衬底位置测量系统相对于投影系统位置测量系统的位置。例如，干涉仪系统可以测量传感器组件7相对于传感器头1的位置。传感器框架的振动或热变形可以通过干涉仪系统来检测并且因此可以被补偿。干涉仪系统可以是外部干涉仪系统，其中干涉仪束在传感器框架3外部运行。干涉仪系统可以是内部干涉仪系统，其中束穿过传感器框架3。传感器框架3可以形成为至少部分空的，或设置有透明的内部部分，使得束可以通过其中。内部干涉仪系统是有利的，可以将干扰(例如压力波动)与束遮蔽分开。外部干涉仪系统可以设置有抵抗热、光或声音干扰的附加的遮蔽装置。作为干涉仪系统的替换或附加，可以使用光谱干涉激光器。
附加的位置测量系统的其他示例是光学编码器系统、磁性编码器系统和非干涉仪系统。非干涉仪系统的示例是三角测量、检测在至少一个光电二极管上的光学斑点，或使用CCD的斑点。
附加的位置测量系统的其他示例是基于应变的测量系统。该系统可以包括位于传感器框架3内或传感器框架3上的应变量规。
在附加的位置测量系统的另一示例中，传感器框架3可以设置有至少一个光纤用于传输光。传感器框架3的变形可以引起光纤的变形，并且作为结果引起通过光纤的光性能的改变，例如偏振性或强度。这种改变可以通过合适的传感器来测量。
在上述的实施例中，另一位置测量系统可以设置用以测量在衬底顶侧的衬底或衬底台在Z、Rx和/或Rz上的位置。
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)、薄膜磁头等的其他应用。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)(例如具有或约为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。
上述说明书是示例性的而非限制性的。因此，在不脱离权利要求的保护范围的情况下，对本发明进行修改对本领域技术人员是显而易见的。

Claims (13)

1.一种光刻设备，包括：
衬底台，所述衬底台包括保持器，所述保持器配置成将衬底保持在保持平面内；
投影系统，所述投影系统配置成当衬底台被定位在曝光区域内时将图案化辐射束投影到衬底的目标部分上；
支撑投影系统的基本上隔离振动的框架；
衬底台位置测量系统，所述衬底台位置测量系统配置成测量衬底台的位置，其中所述衬底台位置测量系统包括：
衬底台参考元件，所述衬底台参考元件布置在衬底台上，和
第一传感器头，所述第一传感器头配置成确定第一传感器头相对于衬底台参考元件的位置，其中所述衬底台参考元件在基本上平行于保持平面的测量平面内延伸，并且其中所述保持平面布置在测量平面的一侧并且第一传感器头在衬底台位于曝光位置时布置在测量平面的相对侧，
传感器框架，所述传感器框架安装在光刻设备的子框架上，以及第一传感器头安装在传感器框架上；
投影系统位置测量系统，所述投影系统位置测量系统配置成测量投影系统的位置，所述投影系统位置测量系统包括投影系统参考元件和传感器组件，传感器组件配置成用以确定传感器组件相对于投影系统参考元件的位置，和
其中传感器组件和投影系统参考元件的一个安装在投影系统上，以及传感器组件和投影系统参考元件的另一个安装在传感器框架上，
其中所述子框架是基本上隔离振动的框架并且所述传感器框架通过静态地确定的结构安装在子框架上。
2.如权利要求1所述的光刻设备，设置有附加的位置测量系统，用于测量衬底台位置测量系统的至少一部分相对于投影系统位置测量系统的至少一部分的位置。
3.如权利要求1所述的光刻设备，其中衬底台参考元件和投影系统参考元件包括格栅或光栅。
4.如权利要求1所述的光刻设备，其中第一传感器头配置成在六个自由度上测量衬底台的位置和/或其中传感器组件配置成在六个自由度上测量投影系统的位置。
5.如权利要求1所述的光刻设备，其中所述第一传感器头包括配置成测量在测量平面内第一方向上的位置的第一和第二编码器传感器，和配置成测量在测量平面内基本上垂直于第一方向的第二方向上的位置的第三编码器传感器，以及其中第一传感器头包括配置成测量基本上垂直于测量平面的方向上的位置的三个干涉仪传感器。
6.如权利要求1所述的光刻设备，其中传感器组件包括配置成测量投影系统在径向方向上相对于投影系统的光轴的位置的第一位置传感器、配置成测量投影系统在切向方向上相对于投影系统的光轴的位置的第二位置传感器以及配置成测量投影系统在径向方向上或在切向方向上相对于投影系统的光轴的位置的第三位置传感器，以及其中传感器组件还包括三个另外的位置传感器，用以测量基本上平行于投影系统的光轴的方向上的位置。
7.如权利要求1所述的光刻设备，其中在衬底台的曝光位置上，保持平面布置在测量平面之上并且第一传感器头布置在测量平面之下。
8.如权利要求1所述的光刻设备，其中光刻设备包括一个或多个遮蔽框架，所述一个或多个遮蔽框架包括遮蔽材料，所述遮蔽材料至少部分地覆盖和/或包围传感器框架、第一传感器头和/或传感器组件。
9.如权利要求1所述的光刻设备，其中光刻设备包括一个或多个被动的和/或主动的阻尼件，所述阻尼件配置成阻尼传感器框架的移动。
10.如权利要求1所述的光刻设备，其中光刻设备包括测量区域，所述测量区域包括配置成当衬底台定位在测量位置时执行聚焦和对准测量的一个或多个聚焦传感器和对准传感器，其中光刻设备包括配置成测量在测量位置的衬底台的位置的第二传感器头、配置成测量对准传感器和一个或多个聚焦传感器的位置的第二传感器组件以及配置成支撑第二传感器头和第二传感器组件的第二传感器框架。
11.如权利要求1所述的光刻设备，其中衬底台参考元件包括与衬底台的至少一部分相同的材料。
12.如权利要求1所述的光刻设备，包括干涉仪系统，所述干涉仪系统测量衬底位置测量系统相对于投影系统位置测量系统的位置。
13.如权利要求1所述的光刻设备，包括附加的位置测量系统，用于测量在衬底的顶侧的衬底或衬底台在Z、Rx和/或Rz上的位置。
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