CN108475025A - 光刻设备和操作光刻设备的方法 - Google Patents

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Abstract

一种操作光刻设备的方法，该光刻设备包括：投影系统，配置成提供曝光辐射，用以使在投影系统下方的衬底形成图案；第一平台，配置成支撑第一衬底；第二平台，配置成支撑第二衬底；和第三平台，容纳包括传感器和清洁装置中的至少一个的部件；其中，该方法包括：在开始衬底交换操作之后开始曝光前争夺扫掠操作；其中，在曝光前争夺扫掠操作期间，第三平台移动远离投影系统的下方，而第二平台移动到投影系统的下方；其中，在衬底交换操作期间，从第一平台卸载第一衬底。

Description

光刻设备和操作光刻设备的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年11月20日递交的欧洲申请15195532.5和2016年2月24日递交的欧洲申请16157155.9的优先权，这些欧洲申请的全部内容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和一种操作光刻设备的方法。
背景技术
光刻设备为将所期望的图案施加到衬底上(通常施加到衬底的目标部分上)的机器。光刻设备可以用于例如集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可替代地被称作掩模或掩模版的图案形成装置可以用于产生待形成于IC的单层上的电路图案。可以将该图案转印到衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如，包括管芯的一部分、一个或几个管芯)上。通常，通过将图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上而进行图案的转印。通常，单个衬底将包含被连续形成图案的相邻目标部分的网络。已知的光刻设备包括所谓的步进器和所谓的扫描器；在步进器中，通过将整个图案一次曝光到目标部分上来辐射每一个目标部分；在扫描器中，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。另外，能够通过将图案压印到衬底上而将图案从图案形成装置转印到衬底上。
已经提出在光刻投影设备中将衬底浸入具有相对高折射率的液体(例如水)中，以便填充投影系统的最终元件与衬底之间的空间。在实施例中，所述液体是蒸馏水，尽管可以使用其它液体。将参考液体来描述本发明的实施例。然而，其它流体可能是合适的，特别是湿润流体、不可压缩流体和/或折射率高于空气的折射率(期望地高于水的折射率)的流体。除了气体以外的流体是尤其期望的。其的关键点是实现使更小特征成像，这是因为曝光辐射在液体中将具有较短的波长。(液体的作用也可以被认为是增加了系统的有效数值孔径(NA)并且也增加了焦深。)已经提出了其它浸没液体，包括悬浮有固体颗粒(例如石英)的水，或具有纳米颗粒悬浮液(例如最大尺寸高达10纳米的颗粒)的液体。悬浮颗粒可以具有或者可以不具有与悬浮有该颗粒的液体的折射率相似或相同的折射率。可能合适的其它液体包括烃，诸如芳香族、氟代烃和/或水溶液。
将衬底或衬底和支撑台浸入液体浴中(参见例如美国专利No.4,509,852)的意思是存在在扫描曝光期间必须被加速的大量的液体。这需要额外的或更强大的马达，并且液体中的湍流可能导致不期望的和不可预测的效果。
在浸没设备中，浸没流体由流体处理系统、装置结构或设备处理。在实施例中，流体处理系统可以供应浸没流体，并且因此该流体处理系统可以是流体供应系统。在实施例中，流体处理系统可以至少部分地限制浸没流体，并且因此该流体处理系统可以是流体限制系统。在实施例中，流体处理系统可以提供对浸没流体的阻挡，并且因此该流体处理系统可以是阻挡构件，诸如流体限制结构。在实施例中，流体处理系统可以产生或使用气流，例如以帮助控制浸没流体的流动和/或位置。气流可以形成用于限制浸没流体的密封，因此，流体处理结构可以被称作密封构件；该密封构件可以是流体限制结构。在实施例中，将浸没液体用作浸没流体。在这种情况下，流体处理系统可以是液体处理系统。在参考前述描述的情况下，在本段中对相对于流体所限定的特征的参考可以被理解为包括相对于液体所限定的特征。
在浸没设备或在干式设备两者中，可以使用三平台系统。使用三平台系统的光刻设备包括三个平台。例如，所述平台中的两个可以是用于承载衬底的衬底平台，并且所述平台中的一个可以是能够执行测量的校准平台。在使用三平台系统的光刻设备中所执行的一个操作被称为平台调换，其中，调换所述平台中的两个平台的位置。例如，可以在曝光操作之间的时间段内调换两个衬底平台的位置。所执行的另一个操作被称为衬底交换(或晶片交换)，其中，将衬底从所述平台中的一个移除和/或将另一个衬底提供至该平台。所执行的其它操作是例如衬底对准、调平、感测和曝光。
当操作光刻设备时，按顺序执行这些操作。通常，当生产量和/或正常运行时间被改善时，光刻设备的总生产率得以改善。另外，转印到衬底上的图案的良好成像品质通常对于制造IC来说是必需的。因此，例如，期望提供改善生产量和/或改善成像品质和/或改善良率和/或改善光刻设备的正常运行时间的光刻设备和操作光刻设备的方法。
发明内容
根据本发明的一方面，提供一种操作光刻设备的方法，所述光刻设备包括：投影系统，配置成提供曝光辐射，用以使在所述投影系统下方的衬底形成图案；第一平台，配置成支撑第一衬底；第二平台，配置成支撑第二衬底；和第三平台，容纳包括传感器和清洁装置中的至少一个的部件；其中，所述方法包括：在开始衬底交换操作之后开始曝光前争夺扫掠操作；其中，在所述曝光前争夺扫掠操作期间，所述第三平台移动远离所述投影系统的下方，而所述第二平台移动到所述投影系统的下方；其中，在所述衬底交换操作期间，从所述第一平台卸载所述第一衬底。
根据本发明的另一方面，提供一种光刻设备，包括：投影系统，配置成提供曝光辐射，用以使衬底形成图案；第一平台，配置成支撑第一衬底；第二平台，配置成支撑第二衬底；第三平台，容纳包括传感器和清洁装置中的至少一个的部件；衬底卸载器，配置成在衬底交换操作期间从所述第一平台卸载所述第一衬底；和控制系统，配置成控制所述第一平台、所述第二平台、所述第三平台和所述衬底卸载器的定位，其中，所述控制系统布置成在开始所述衬底交换操作之后开始曝光前争夺扫掠操作，其中，在所述曝光前争夺扫掠操作期间，所述第三平台移动远离所述投影系统的下方，而所述第二平台移动到所述投影系统的下方。
附图说明
现在将参考随附的示意图并且仅以示例的方式来描述本发明的实施例；在附图中，对应的附图标记表示对应的部件，并且其中：
图1描绘了根据本发明的实施例的光刻设备100；
图2示意性地描绘了根据本发明的实施例的光刻设备100；
图3描绘了根据本发明的实施例的用于光刻设备100中的液体处理系统；
图4是描绘了根据本发明的实施例的用于光刻设备100中的另一种液体处理系统的侧横截面视图；
图5至图13以平面图示意性地描绘了在操作期间在不同的时间使用三平台系统的光刻设备100；
图14至图16以平面图示意性地描绘了根据可替代的实施例的在操作期间在不同的时间使用三平台系统的光刻设备100；
图17示意性地描绘了根据本发明的实施例的用于光刻设备100中的调平系统装置的示例；
图18示意性地描绘了根据本发明的实施例的用于光刻设备100中的调平系统装置的另一个示例；
图19示意性地描绘了根据本发明的实施例的用于光刻设备100中的另一种液体处理系统的一部分的侧向横截面视图；
图20示意性地描绘了根据本发明的实施例的用于光刻设备100中的照射系统的空间光调制器的示例；
图21以平面图示意性地描绘了根据本发明的实施例的用于光刻设备100中的校准平台的示例；
图22是示出不是根据本发明的用于光刻设备100的三平台系统的操作顺序的视图；和
图23是示出根据本发明的实施例的用于光刻设备100的三平台系统的操作顺序的示意图。
图24是示出根据本发明的可替代的实施例的用于光刻设备100的三平台系统的操作顺序的视图。
图25示意性地描绘了根据本发明的实施例的用于光刻设备100中的图案形成装置对准系统。
图26A和图26B分别示出了根据本发明的实施例的衬底平台WT1的正视图和侧视图。
图27示意性地描绘了根据本发明的实施例的压印系统271。
具体实施方式
图1示意性地描绘了根据本发明的一个实施例的光刻设备100。光刻设备100包括：
照射系统(照射器)IL，配置成调节辐射束B(例如UV辐射或DUV辐射)；
支撑结构(例如掩模台)MT，构造成支撑图案形成装置(例如掩模)MA，并且连接到配置成根据某些参数来准确地定位该图案形成装置MA的第一定位器PM；
支撑台(例如用于支撑一个或更多个传感器的传感器台)或衬底平台WT，构造成保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的衬底)W、连接到配置成根据某些参数来准确地定位该台(例如衬底W)的表面的第二定位器PW；和
投影系统(例如折射型投影透镜系统)PS，配置成将通过图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如，包括一个或更多个管芯)上。
照射系统IL可以包括多种类型的光学部件，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，或者它们的任意组合，用以对辐射进行引导、成形或控制。
支撑结构MT保持图案形成装置MA。支撑结构MT以依赖于图案形成装置MA的方向、光刻设备的设计和其它条件(诸如例如图案形成装置MA是否被保持于真空环境中)的方式来保持图案形成装置MA。支撑结构MT可以使用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术以保持图案形成装置MA。支撑结构MT可以是例如框架或台，可以根据需要而是固定的或可移动的。支撑结构MT可以确保图案形成装置MA例如相对于投影系统PS处于期望的位置。可以认为本文中使用的任何术语“掩模版”或“掩模”都与更上位的术语“图案形成装置”同义。
本文中使用的术语“图案形成装置”应该被宽泛地解释为表示下述任何装置：该装置用于将图案在辐射束的横截面中赋予辐射束，以便在衬底的目标部分中产生图案。应该注意的是，被赋予辐射束的图案可能不与在衬底W的目标部分中期望的图案完全对应(例如，如果该图案包括相移特征或者所谓的辅助特征)。通常，被赋予辐射束的图案将会与在目标部分(例如集成电路)中形成的器件中的特定的功能层相对应。
本文中使用的术语“投影系统”应该被宽泛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、电磁型以及静电型光学系统或者它们的任意组合，如对于所使用的曝光辐射或者诸如使用浸没液体或使用真空之类等其它因素所适合的。本文中使用的任何术语“投影透镜”可以被认为是与更上位的术语“投影系统”同义。
如此处所描绘的，光刻设备100是透射型的(例如，采用透射型掩模)。可替代地，光刻设备100可以是反射型的(例如，采用如上所述的类型的可编程反射镜阵列，或者采用反射型掩模)。
光刻设备100可以是具有三个或更多个平台(或台或支撑件)的类型，例如三个或更多个衬底平台，或两个或更多个衬底平台以及一个或更多个校准平台、清洁平台、传感器平台或测量平台的组合，或一个或更多个衬底平台以及两个或更多个校准平台、清洁平台、传感器平台或测量平台的组合。例如，在实施例中，光刻设备100是多平台设备，包括位于投影系统PS的曝光侧处的三个或更多个平台，每一个平台包括和/或保持一个或更多个物体。在实施例中，所述平台中的一个或更多个可以保持辐射敏感衬底W。在实施例中，所述平台中的一个或更多个可以保持传感器以测量来自投影系统PS的辐射。在实施例中，多平台光刻设备100包括配置成保持衬底W的至少一个衬底平台WT和不配置成保持辐射敏感衬底W的校准平台CS(在下文中通常但不限于被称作校准平台、测量平台、传感器平台和/或清洁平台)。校准平台CS可以包括和/或可以保持除衬底W以外的一个或更多个物体。这样样的一个或更多个物体可以包括选自以下物体中的一个或更多个：用于测量来自投影系统PS的辐射的传感器、一个或更多个基准标记和/或清洁装置(用于清洁例如液体处理系统IH)。基准标记可以用作传感器系统的一部分或者用于校准传感器系统。校准平台CS可以小于衬底。例如，校准平台CS的顶表面可以小于包括目标部分C的衬底W的表面。
在这种“多个平台”(或“多平台”)机器中，可以并行地使用多个平台，或者可以对一个或更多个平台进行预备步骤，同时将一个或更多个其它平台用于曝光。光刻设备100可以具有两个或更多个图案形成装置平台，其可以以与衬底台WT、校准台CS、清洁台、传感器台和/或测量台相似的方式并行地使用。每一个图案形成装置平台可以支撑支撑结构MT。
参考图1，照射系统IL从辐射源SO接收辐射束。例如，当辐射源SO是准分子激光时，辐射源SO和光刻设备100可以是分立的实体。在这种情况下，不将辐射源SO视为构成光刻设备100的一部分，并且借助于包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统BD将辐射束从辐射源SO传到照射器IL。在其它情况下，例如，当辐射源SO是汞灯、发光二极管(LED)或一组多个LED时，辐射源SO可以是光刻设备100的组成部分。可以将辐射源SO和照射系统IL以及必要时设置的束传递系统BD一起称作辐射系统。例如，在美国专利申请No.US2013-0100980A1中描述了一种准分子激光设备，该美国专利申请以引用方式并入本文中。准分子激光设备可以是输出波长为248纳米的UV激光的KrF准分子激光设备，或者是输出波长为193纳米的UV激光的ArF准分子激光设备。照射系统IL可以包括用于调整辐射束的角强度分布的调整器AD。通常，可以对照射系统IL的光瞳平面中的强度分布的至少外部和/或内部径向范围(一般分别称为σ-外部和σ-内部)进行调整。另外，照射系统IL可以包括各种其它部件，例如积分器IN和聚光器CO。照射系统IL可以用于调节辐射束，以便在其横截面中具有期望的均匀性和强度分布。与辐射源SO类似，照射系统IL可以被认为或者可以不被认为构成光刻设备的一部分。例如，照射系统IL可以是光刻设备的组成部分，或者可以是与光刻设备分立的实体。在后一种情况下，光刻设备可以配置成允许照射系统IL安装于其上。可选地，照射系统IL是可拆卸的，并且可以被分离地提供(例如，由光刻设备制造商或其它供应商提供)。
辐射束B入射到被保持在支撑结构MT上的图案形成装置MA上，并且通过图案形成装置MA形成图案。在穿过图案形成装置MA之后，辐射束B通过投影系统PS，该投影系统PS将该束聚焦到衬底W的目标部分C上。借助于第二定位器PW和位置传感器系统IF(例如干涉测量装置、线性编码器或电容性传感器)，可以精确地移动支撑台WT，例如以便将不同目标部分C定位在辐射束B的路径中。类似地，第一定位器PM和另一个位置传感器(图1中未明确地描绘)可以用于相对于辐射束B的路径精确地定位图案形成装置MA，例如在从掩模库机械获取之后或在扫描期间。通常，可以借助于形成第一定位器PM的一部分的长冲程模块(粗定位)和短冲程模块(精定位)来实现支撑结构MT的移动。类似地，可以使用形成第二定位器PW的一部分的长冲程模块和短冲程模块来实现衬底平台WT的移动。在步进器(与扫描器相对)的情况下，支撑结构MT可以仅连接到短冲程致动器，或者可以是固定的。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MA和衬底W。尽管图中所示的衬底对准标记P1、P2占据了专用目标部分，但它们可以位于目标部分C之间的空间中(这些标记被称为划线对准标记)。类似地，在图案形成装置MA上设置多于一根管芯的情况下，图案形成装置对准标记M1、M2可以位于所述管芯之间。衬底W可以具有为200毫米、300毫米、450毫米的直径，或任何其它适当的直径。位置传感器系统IF可以布置成测量支撑台WT的顶表面、侧表面和/或底表面。
图2示意性地描绘了根据本发明的实施例的光刻设备100。光刻设备100可以被称为曝光设备。z轴对应于投影系统PS的光轴。
光刻设备100包括第一衬底平台WT1、第二衬底平台WT2和校准平台CS。第一衬底平台WT1、第二衬底平台WT2和校准平台CS在XY平面中移动。第一衬底平台WT1和第二衬底平台WT2中的每一个可以包括衬底台WT。第一衬底平台WT1配置成独立于第二衬底平台WT2和校准平台CS移动。第二衬底平台WT2配置成独立于第一衬底平台WT1和校准平台CS移动。校准平台CS配置成独立于第一衬底平台WT1和第二衬底平台WT2移动。
在实施例中，光刻设备100包括控制系统500。控制系统500配置成控制第一衬底平台WT1、第二衬底平台WT2和校准平台CS。例如，在实施例中，控制系统500配置成控制第一衬底平台WT1、第二衬底平台WT2和校准平台CS的相对位置。
在实施例中，光刻设备100包括如图2所示的基底板BB。第一衬底平台WT1、第二衬底平台WT2和校准平台CS配置成在基底板BB上移动。在使用光刻设备100时，基底板BB大致水平地定向在例如地板或地面上。可以设置防振动机构以减少地面振动对光刻设备100的影响。
图2描绘如下情况：其中，第一衬底平台WT1例如在由第一衬底平台WT1支撑的第一衬底W1的曝光操作43期间定位在投影系统PS下方。校准平台CS不在投影系统PS的下方。因此，校准平台CS在曝光操作43期间不与第一衬底平台WT1形成接触。下文将参考图5至图16更详细地解释第一衬底平台WT1、第二衬底平台WT2和校准平台CS的移动。
投影系统PS定位在支撑结构MT下方。在实施例中，光刻设备100包括主框架RF。主框架RF也可以被称为量测框架或参考框架。主框架RF大致水平地定向并且由支撑构件支撑，图2中未明确地示出该支撑构件。在实施例中，主框架RF形成光刻设备100的一部分。然而，这不一定是必须的。在实施例中，主框架RF被提供为与光刻设备100分离的一件设备。在上文所提及的实施例中，防振动机构可以定位在主框架RF与支撑主框架RF的支撑构件之间。在实施例中，位置传感器系统IF包括至少一个编码器头和至少一个标尺(或光栅)。至少一个编码器头和至少一个标尺中的一个可以由主框架RF支撑，而至少一个编码器头和至少一个标尺中的另一个可以由衬底台WT支撑。
在实施例中，控制系统500控制液体处理系统IH，以便控制投影系统PS的最终元件与第一衬底W1(或在曝光操作43期间的任何其它衬底W)之间的液体的供应。控制系统500配置成控制从空间11进行液体回收。
在实施例中，第一衬底平台WT1具有与第二衬底平台WT2大致相同的结构。第一衬底平台WT1和第二衬底平台WT2可以具有与上文参考图1所描述的衬底台WT大致相同的结构。当对衬底台WT进行参考时，可以将该参考应用于第一衬底平台WT1和第二衬底平台WT2中的一个或两者。
在实施例中，校准平台CS设置有传感器和清洁装置中的至少一个。传感器可以被称为测量构件。在实施例中，校准平台CS设置有照度不规则性传感器。该照度不规则性传感器配置成检测在该照度不规则性传感器的针孔形光接收部分处所接收的辐射束B的照度的不规则性。在实施例中，校准平台CS设置有诸如空间图像测量装置的传感器。空间图像测量装置配置成测量由投影系统PS投影的图案的空间图像。在实施例中，校准平台CS设置有诸如波前像差测量装置的传感器。在日本专利申请公开No.JP2003-100613A中描述了波前像差测量装置，该日本专利申请以引用的方式并入本文中。波前像差测量装置配置成例如使用Shack-Hartmann法来测量波前的像差。在实施例中，校准平台CS设置有诸如照度监测器的传感器。照度监测器配置成接收投影系统PS的图像平面上的辐射束B并且测量由投影系统PS提供的辐射束B的至少一个属性。在实施例中，波前像差测量装置和/或照度监测器位于校准平台CS的顶表面上。
校准平台CS可以设置有上文所描述的传感器中的一个或更多个。也可以设置另外的传感器。在实施例中，使用用于衬底平台WT的相同类型的机构来监测和控制校准平台CS的移动。校准平台CS上的传感器可以不仅位于校准平台CS的顶表面上，而且位于校准平台CS的侧表面上。位于校准平台CS的侧表面上的传感器的示例是下文参考图25所描述的空间图像传感器254。
在实施例中，传感器布置成测量投影系统PS的像差、投影系统PS的光瞳和/或照射系统IL的偏振。当传感器布置成测量投影系统PS的像差时，仿真模型或模拟模型可以用于预测衬底W上的图像的失真。仿真模型可以用于预测投影系统PS的像差的改变和/或可以用于预测照射系统IL的照射光瞳的分布。仿真模型的使用不限于在传感器布置成测量投影系统PS的像差时。在可替代的实施例中，使用均匀性传感器(而不是像差传感器)来校准、更新或改善仿真模型。均匀性传感器可以位于校准平台CS上。日本专利申请公开No.JP2013-165134A中披露了能够在本发明的上下文中使用的仿真模型的示例，该日本专利申请以引用方式并入本文中。
在实施例中，将通过校准平台CS上的传感器测量的投影系统PS的像差和/或光瞳用作输入数据来校准、更新或改善仿真模型。在实施例中，投影系统PS包括像差补偿器和/或图像失真补偿器。在实施例中，像差补偿器或图像失真补偿器包括光学元件或多个光学元件。
在实施例中，仿真模型提供输出信号以控制像差补偿器和/或图像失真补偿器。输出信号可以用于像差补偿器和/或图像失真补偿器的前馈控制。可替代地或另外，输出信号可以用于投影系统PS中的光学元件的位置和/或形状的前馈控制。仅作为示例，在实施例中，像差补偿器包括辐射束B的光学路径中的可变形反射镜(例如包括投影系统PS)。替代地或另外，在实施例中，像差补偿器包括辐射束B的光学路径中的局部温度受控透镜元件。
在实施例中，投影系统PS是反射折射型的。在实施例中，投影系统PS包括辐射束B的光学路径中的两个或三个或四个反射表面。在实施例中，投影系统PS是多轴系统。当投影系统PS包括三个反射表面(或任何其它奇数个反射表面)时，翻转辐射束B的图案。
在实施例中，投影系统PS是反射折射型的并且包括可变形反射镜。日本专利申请公开No.JP2013-161992A和PCT申请公开No.WO2015/041335A1中描述了包括可变形反射镜的反射折射型投影系统，上述两个专利申请以引用方式并入本文中。可变形反射镜可以被称为快速反光镜或反射型反射镜(reflex mirror)。在实施例中，可变形反射镜包括配置成使可变形反射镜变形的至少一个压电元件。在实施例中，控制系统500配置成控制压电元件以便控制可变形反射镜的变形。在实施例中，可变形反射镜位于投影系统PS的光瞳平面上。在实施例中，控制系统500配置成通过控制可变形反射镜的变形来控制在曝光操作43期间的热像差。可变形反射镜可以是自适应型光学元件。在实施例中，投影系统PS具有双面镜。该双面镜包括两个反射表面。除了双面镜以外，投影系统PS还可以具有两个可变形反射镜。
在可替代的实施例中，投影系统PS包括两个折叠反射镜。每一个折叠反射镜可以包括两个反射表面。因此，投影系统PS包括四个反射表面。当投影系统PS包括在辐射束B的光学路径中的四个反射表面(或任何其它偶数个反射表面)时，不翻转辐射束B的传递，即，不反转辐射束B的传递。
如所提及的，在实施例中，控制系统500配置成使用投影系统PS中的可变形反射镜来执行热像差的前馈控制。在实施例中，控制系统500配置成基于波前或基于特定图案形成装置MA来优化热像差控制参数，使得可以针对衬底W的整个批次实现稳定的自校正。在实施例中，控制系统500接收关于图案形成装置MA的数据。控制系统500配置成使用快速傅立叶变换算法来用计算机计算图案形成装置MA的图案的离散傅立叶变换。可替代地，控制系统500被提供有快速傅立叶变换算法的结果。在实施例中，控制系统500配置成根据图案形成装置MA的快速傅立叶变换计算来计算衍射光瞳图。该光瞳图包括用于光瞳填充的强度数据。当光瞳图被以视觉方式表示出时，该光瞳图提供照射系统IL的性能的目测。可替代地，控制系统500可以被提供有衍射光瞳图信息。
在实施例中，控制系统500配置成根据衍射光瞳图信息来预测视觉像差。在实施例中，控制系统500配置成使用热像差控制参数以便基于波前和特定于图案的成像性能两者来优化投影系统PS。可变形反射镜受到控制系统500控制以便校正热像差。
另外或可替代地，在实施例中，控制系统500配置成使用投影系统PS中的可变形反射镜来执行透镜像差的前馈控制。
作为使用可变形反射镜的替代或者除了使用可变形反射镜以外，也可以使用局部温度控制透镜元件来执行像差的控制，例如前馈控制。在实施例中，光刻设备100包括配置成将热负荷传递至投影系统PS的至少一个透镜的红外线激光器。在实施例中，红外线激光器通过至少一个光学中空光纤连接到至少一个透镜以便传递热负荷。在实施例中，控制系统500配置成控制红外线激光器以便选择性地加热至少一个透镜。在实施例中，控制系统500配置成控制红外线激光器以便校正诸如由类偶极照射造成的均匀散光的影响以及由其它曝光条件造成的影响。
如图2中所描绘的，光刻设备100包括照射系统IL、支撑结构MT、投影系统PS和液体处理系统IH。照射系统IL、支撑结构MT和投影系统PS如在上文在图1的上下文中所描述的那样。液体处理系统IH将在下文中特别参考图3和图4做进一步描述。
尽管可以在本文中具体地参考光刻设备在制造IC中的使用，但应该理解的是，此处所描述的光刻设备100可以在制造具有微尺度或甚至纳米尺度特征的部件时具有其它应用，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(LCD)、薄膜磁头等。
可以将用于在投影系统PS的最终元件与衬底W之间提供液体的布置分成三大类。这三大类是i)浴器型布置、ii)所谓的局部浸没系统和iii)全湿润浸没系统。在浴器型布置中，衬底W的大致全部和可选地衬底平台WT的一部分被浸入液体浴中。
局部浸没系统使用液体处理系统IH，其中，液体仅被提供至衬底W的局部区域。由液体填充的空间在平面中小于衬底W的顶表面，并且填充有液体的区域相对于投影系统PS保持大致静止，而衬底W在所述区域下方移动。图3和图4示出了可以用于该系统中的不同液体处理系统。存在用于将液体密封至局部区域的密封特征。PCT申请公开No.WO99/49504披露了一种已经提出的用于布置这种密封特征的方式。
已经提出的布置是给液体处理系统IH设置液体限制结构，该液体限制结构沿着投影系统PS的最终元件与衬底台WT之间的空间的边界的至少一部分延伸。图3示出了这种布置。可以将空间的边界限定在投影系统PS与第一衬底W1、第二衬底W2、第一平台W1、第二平台W2和校准平台CS中的至少一个之间。
图3示意性地描绘了一种局部液体处理系统IH，该局部液体处理系统可以更通常被称作流体处理系统。液体处理系统IH设置有液体限制结构，该液体限制结构沿着投影系统PS的最终元件与衬底平台WT或衬底W之间的空间11的边界的至少一部分延伸。(请注意，除非另外明确地说明，否则在下文中对衬底W的表面的参考另外或替代地也指衬底平台WT或另一个平台(诸如校准平台CS)的表面)。液体处理系统IH在XY平面中相对于投影系统PS大致静止，但在Z方向上(在光轴的方向上)可以存在一些相对移动。在实施例中，密封件形成于液体处理系统IH与衬底W的表面之间，并且可以是非接触式密封件，诸如气体密封件(欧洲专利申请公开No.EP-A-1,420,298中披露了具有气体密封件的这样的系统)或液体密封件。
液体处理系统IH在投影系统PS的最终元件与衬底W之间的空间11中至少部分地包含液体。对衬底W的非接触式密封件16可以围绕投影系统PS的图像场而形成，使得液体被限制在衬底W的表面与投影系统PS的最终元件之间的空间11内。由定位在投影系统PS的最终元件下方并且围绕投影系统PS的最终元件的液体处理系统IH至少部分地形成空间11。液体通过液体入口13中的一个被带入至投影系统PS下方并且在液体处理系统IH内的空间11中。可以由液体出口13中的另一个移除液体。可以通过至少两个液体入口13将液体带入至空间11中。液体开口13中的哪一个是用于供应液体并且可选地哪一个用于移除液体可以依赖于衬底平台WT的运动方向。液体处理系统IH可以延伸至略高于投影系统PS的最终元件。液体液位上升至高于最终元件，以便提供液体缓冲。在实施例中，液体处理系统IH具有内部周边，该内部周边在上部末端处紧密地遵循投影系统PS或其最终元件的形状并且可以例如被圆化。在底部处，内部周边紧密地遵循图像场的形状，例如矩形，但不一定是这种情况。
可以利用气体密封件16在空间11中包含液体，该气体密封件在使用期间形成于液体处理系统IH的底部与衬底W的表面之间。由气体形成气体密封件16。气体密封件16中的气体经由入口15被负压地提供至液体处理系统IH与衬底W之间的间隙。经由出口14抽取气体。气体入口15上的过压、出口14上的真空水平和间隙的几何形状被布置成使得存在限制液体的向内的高速气流。气体对在液体处理系统IH与衬底W之间的液体的力将液体包含在空间11中。入口/出口可以是环绕空间11的环形凹槽。该环形凹槽可以是连续的或不连续的。气流对于将液体包含在空间11中是有效的。美国专利申请公开No.US2004/0207824A1中披露了这种系统，该美国专利申请的全部内容以引用的方式并入本文中。在实施例中，液体处理系统IH不具有气体密封件。
图4是描绘根据实施例的另一种液体处理系统IH的侧向横截面视图。图4示出的并且在下文所描述的布置可以应用于上文所描述的并且在图1或图2示出的光刻设备100。该液体处理系统IH沿着投影系统PS的最终元件与衬底平台WT或衬底W之间的空间11的边界的至少一部分延伸。(请注意，除非另有明确陈述，否则在下文中对衬底W的表面的参考另外或替代地也是指衬底平台WT或校准平台CS的表面)。
液体处理系统IH将液体至少部分地包含在投影系统PS的最终元件与衬底W之间的空间11中。由定位在投影系统PS的最终元件下方并且环绕投影系统PS的最终元件的液体处理系统IH至少部分地形成空间11。在实施例中，液体处理系统IH包括主体构件53和多孔构件33。多孔构件33呈板状并且具有多个孔(即，开口或微孔)。在实施例中，多孔构件33是网孔板，其中，许多小孔84以网孔的形式形成。美国专利申请公开No.US2010/0045949A1中披露了这种系统，该美国专利申请的全部内容以引用的方式并入本文中。
主体构件53包括：供应端口72，该供应端口能够将液体供应到空间11；和回收端口73，该回收端口能够从空间11回收液体。供应端口72经由通路74连接到液体供应设备75。液体供应设备75能够将液体供应到供应端口72。从液体供应设备75馈送的液体通过对应通路74供应到供应端口72中的每一个。供应端口72设置在光学路径的附近并且在主体构件53的面对光学路径的规定位置处。回收端口73能够从空间11回收液体。回收端口73经由通路79连接到液体回收设备80。液体回收设备80包括真空系统并且能够由经由回收端口73使用吸力来回收液体。液体回收设备80通过通路79回收经由回收端口73所回收的液体。多孔构件33设置在回收端口73中。
在实施例中，从供应端口72供应液体，以便在投影系统PS与一侧上的液体处理系统IH和另一侧上的衬底W之间形成具有液体的空间11。将液体处理系统IH中的回收腔室31中的压力调整为负压，以便经由回收端口73(例如多孔构件33的孔84)回收液体。换句话说，通过执行液体供应操作(使用供应端口72)和液体回收操作(使用多孔构件33)形成投影系统PS与衬底W之间的空间11。
如附图所描绘的，光刻设备100可以是浸没式的。可替代地，光刻设备100可以是干式的，其中，衬底W不浸入液体中。在干式光刻设备100中，可以将气体供应于投影系统PS与衬底W之间。气体可以是空气、氦气、CO2(二氧化碳)或氮气，并且可以用于调节投影系统与衬底W之间的空间。
图5以平面图示意性地描绘了光刻设备100中的校准平台CS、投影系统PS、第一衬底平台WT1和第二衬底平台WT2的位置。在图5中(并且也在图6至图16中)，符号“X”用于标记光刻设备100内的特定位置。
在实施例中，光刻设备100包括第一位置测量系统。第一测量系统包括背侧编码器系统。背侧编码器系统包括第一测量臂21，如图5至图16所示。在实施例中，第一测量臂21在悬臂状态下被支撑。在实施例中，第一测量臂21固定地附接到主框架RF。在实施例中，第一测量臂21的顶端附近的位置处于投影系统PS的光轴处。在实施例中，光刻设备100包括第二位置测量系统，该第二位置测量系统包括具有第二测量臂22的第二背侧编码器系统。在实施例中，第二测量臂22在悬臂状态下被支撑。在实施例中，第二测量臂22固定地附接到主框架RF。在实施例中，第二测量臂22的顶端附近的位置处于执行衬底对准和/或调平操作44的位置处。
在实施例中，校准平台CS可以与第一测量臂21接合。当校准平台CS与第一测量臂21接合时，校准平台CS定位在第一测量臂21上方。第一测量臂21构成用于测量校准平台CS的位置信息的系统的一部分。在实施例中，第一测量臂21包括标尺(或光栅)。当校准平台CS与第一测量臂21接合时，多个编码器头测量校准平台CS在三维中的位置。在实施例中，通过在第一测量臂21的标尺上辐射测量辐射束的编码器头来执行测量。在实施例中，至少一个编码器头布置于第一测量臂21上。在实施例中，至少一个标尺布置于校准平台CS2底侧上和/或布置于第一衬底平台WT1和/或第二衬底平台WT2上。
校准平台CS的位置信息通过控制系统500被接收。控制系统500配置成在考虑校准平台CS的位置信息的情况下控制校准平台CS的位置。例如，在实施例中，控制系统500配置成控制定位器(例如与上文所描述的第二定位器PW相同的类型的定位器)以控制校准平台CS的移动。
第二测量臂22包括由主框架RF支撑的臂构件。该臂构件可以配置成处于悬臂状态中。在实施例中，第二测量臂22包括诸如编码器头的光学系统。在实施例中，第二测量臂22容纳光学系统。测量束被从面对标尺的区段辐射出，以便测量第一衬底平台WT1和/或第二衬底平台WT2的位置信息。将该位置信息馈送到控制系统500，该控制系统配置成控制第一衬底平台WT1和第二衬底平台WT2的位置。
卸载位置UP1限定可以例如使用竖直移动销而从衬底平台WT(例如第一衬底平台WT1或第二衬底平台WT2)移除衬底W的位置。在实施例中，每一个衬底平台的第二定位器PW的短冲程模块包括竖直移动销。可替代地，第二定位器PW的长冲程模块包括竖直移动销。竖直移动销配置成竖直地(即，沿着z轴)移动。竖直移动销配置成在隐藏位置与突出位置之间移动：在隐藏位置中，竖直移动销的顶部处于衬底平台WT的支撑表面下方；在突出位置中，竖直移动销的顶部在衬底平台WT的支撑表面上方突出。竖直移动销延伸通过在衬底平台WT的支撑表面处终止的竖直孔。因此，当竖直移动销从隐藏位置移动到突出位置时，竖直移动销将衬底W移动为在衬底平台WT的支撑表面的上方。在实施例中，提供多个竖直移动销以便改善远离衬底平台的支撑表面移动衬底W的稳定性。
在实施例中，在卸载位置UP1处，竖直移动销支撑位于衬底平台WT的支撑表面上方的衬底W。衬底卸载器23配置成从衬底平台WT卸载衬底W。例如，在实施例中，衬底卸载器23配置成抓取衬底W的边缘并且将衬底W向上移动。在实施例中，衬底卸载器23布置成在顶表面(即，具有目标部分C的表面)处抓取衬底W。衬底卸载器23可以是布置成利用真空力抓取衬底W的伯努利(Bernoulli)型卸载器。可替代地或另外，衬底卸载器23布置成在衬底卸载器23与衬底W之间提供气体膜，以防止衬底卸载器23与衬底W之间的物理接触。PCT申请公开No.WO2013/100203A2中描述了伯努利型卸载器，该PCT申请以引用的方式并入本文中。衬底卸载器23可以包括配置成支撑衬底W的背侧的机器人臂或多个机器人臂。PCT申请公开No.WO2004/088741A1中描述了具有两个机器人臂的衬底卸载器23，该PCT申请以引用的方式并入本文中。
在第一等待位置UP2处，可以保持从衬底WT卸载的衬底W并且随后将该衬底W在基底板BB上方通过+X侧上的边缘处的路径移动到外部装置。在第二等待位置UP3处，可以保持从衬底平台WT卸载的衬底W并且将该衬底W在基底板BB上方通过-X侧上的边缘处的路径运载到外部装置。在装载位置LP处，可以将衬底W装载到衬底平台WT上。
如图5中所描绘的，第二衬底平台WT2支撑第二衬底W2。此时，在用于光刻设备100的操作顺序中，第二衬底W2尚未经历曝光操作43。然而，已经对第二衬底W2执行诸如衬底对准、衬底调平和/或焦点绘图的其它操作，以便为曝光操作43做准备。第二衬底平台WT2在预定待用位置(例如处于第一等待位置UP2)支撑第二衬底W2。
第一衬底平台WT1支撑经历曝光操作43的第一衬底W1。在曝光操作期间，控制系统500配置成控制第一衬底平台WT1沿着预定曲折路径的移动。在曝光操作期间，曝光第一衬底W1的目标部分C。
曝光第一衬底W1的目标部分C的顺序不受特别的限制。作为示例，曝光第一衬底W1的-X侧处的目标部分C，然后曝光第一衬底W1的+X侧上的目标部分C。当曝光第一衬底W1的-X侧上的目标部分C时，曝光在+Y侧处的目标部分C，然后曝光在-Y侧处的目标部分。当正在曝光第一衬底W1的+X侧上的目标部分C时，曝光在-Y侧上的目标部分C，然后曝光在+Y侧上的目标部分。当已经曝光第一衬底W1的全部目标部分C时，控制系统500配置成将第一衬底平台WT1移动到在曝光所述目标部分C中的任一个之前所述第一衬底平台WT1所处的位置。
在用于第一衬底W1的曝光操作43期间，已经经历曝光操作43的另一个衬底W从第二等待位置UP3移动到诸如衬底载体系统的外部装置，以便将经曝光的衬底运载至光刻设备100的外部。
在用于第一衬底W1的曝光操作43期间，控制系统500配置成控制校准平台CS朝向第一衬底平台WT1至校准平台CS在图5中示出的位置的移动。校准平台CS与第一测量臂21从所述侧(即，横向地)接合。
如图6所示，校准平台CS与第一衬底平台WT1形成接触或接近第一衬底平台WT1。使校准平台CS与第一衬底平台WT1形成接触或接近第一衬底平台WT1，以便执行已知的曝光后争夺(scrum或并行争夺)扫掠操作48。图6示出了在曝光后争夺扫掠操作48期间的平台的位置。在曝光后争夺扫掠操作期间，控制系统500配置成在-Y方向和-X方向两者上移动衬底平台WT1的同时在-Y方向上移动校准平台CS(即，控制校准平台CS的移动)。在校准平台CS和第一衬底平台WT1移动期间，保持校准平台CS与第一衬底平台WT1的接触或接近。曝光后争夺扫掠操作48的目的是移动空间11，其中，将浸没液体从第一衬底平台WT1上方的位置限制在校准平台CS上方的位置。
为了使限制在空间11内的浸没液体移动到校准平台CS上方，可以不必使第一衬底平台WT1在-X方向上移动。然而，通过在-X方向上(以及在-Y方向上)移动第一衬底平台WT1，可以减少直至完成平台调换操作42为止所花费的时间。平台调换操作42涉及调换(即，交换)第一衬底平台WT1的位置与第二衬底平台WT2的位置。在通常的意义上，通过在逆时针方向上移动第一衬底平台WT1和第二衬底平台WT2来执行平台调换操作(尽管可替代地可以使用顺时针方向)。因此，通过在-X方向上移动第一衬底平台WT1，已经有效地开始所述第一衬底平台WT1的这种逆时针移动，从而获得关于衬底调换操作的有利开端。通过图6至图9中的第一衬底平台WT1和第二衬底平台WT2的移动而示出衬底调换操作42。
一旦已经完成曝光后争夺扫掠操作48，被限制在空间11中的浸没液体就在校准平台CS上方。当被限制在空间11中的浸没液体在校准平台CS上方时，控制系统500配置成控制校准平台CS的位置。控制系统500配置成在控制校准平台CS在三维上的位置的同时通过使用校准平台执行关于曝光的测量操作和/或清洁操作。
在实施例中，校准平台CS容纳包括传感器和清洁装置中的至少一个的部件。不是执行测量，校准平台CS可替代地可被用于执行清洁操作。作为另一个替代例，可以在校准平台CS位于投影系统PS下方时由校准平台CS执行测量操作和清洁操作两者。
根据图6所示的情况，控制系统500在-X方向上将第一衬底平台WT1移动到当在+Y方向上观看时第一衬底平台WT1不与第二衬底平台WT2重叠的位置。图7示出了这样的位置。如图7所示，第二衬底平台WT2定位在为待用位置的第一等待位置UP2处。
从图7所示的情况开始，控制系统500配置成在-Y方向上移动第一衬底平台WT1的同时在+Y方向上移动第二衬底平台WT2。在-Y方向上移动第一衬底平台WT1会引起校准平台CS不再与第一衬底平台WT1接触或接近。控制系统500配置成在将第二衬底平台WT2移动到使第二衬底平台WT2的至少一个拐角与校准平台CS接触或接近的位置的同时将第一衬底平台WT1移动到第二等待位置UP3，如图8所示。控制系统500配置成在+X方向上移动第一衬底平台WT1的同时在-X方向上移动第二衬底平台WT2。该移动在平台调换操作42期间使第一衬底平台WT1和第二衬底平台WT2的逆时针移动继续进行。控制系统500配置成将第一衬底平台WT1从第二等待位置UP3移动到卸载位置UP1，如图9所示。
控制系统500配置成将第二衬底平台WT2移动到使第二衬底平台WT2与第一衬底平台WT1沿着Y轴对准的位置。将第二衬底平台WT2被保持与校准平台CS的接触或接近。
图9描绘了在曝光前争夺扫掠操作47之前的情况，其中，移动校准平台CS和第二衬底平台WT2，使得受限制的浸没液体被从校准平台CS转移到第二衬底平台WT2。受限制的浸没液体是被限制在空间11中的浸没液体。图9描绘了在第一衬底平台WT1处执行衬底交换操作41的同时在校准平台CS处执行感测和/或清洁操作45的时刻。仅校准平台CS位于投影系统PS处。在利用校准平台CS进行的曝光前争夺扫掠操作47中并未涉及第二衬底平台WT2。在受限制浸没液体处于校准平台CS上方的时间段期间，控制系统500配置成使用包括在容纳于校准平台CS上的部件中的至少一个传感器和/或清洁装置以便执行至少一个测量操作和/或清洁操作。例如，可以执行关于曝光的至少一个测量，诸如不均匀照度测量、空间图像测量、波前操作测量和剂量测量，和/或可以执行清洁操作。
当第一衬底平台WT1处于卸载位置UP1时，控制系统500配置成执行衬底卸载操作。在衬底卸载操作期间，从第一衬底平台WT1移除第一衬底W1。用于从第一衬底平台WT1卸载第一衬底W1的方法不受特别的限制。作为示例，若使用真空夹持系统，则控制系统500配置成释放吸力，从而将第一衬底W1保持到第一衬底平台WT1的一部分(例如突节板)。竖直移动销(如前文所描述的)可以用于将第一衬底W1从第一衬底平台WT1的支撑表面提升。
控制系统500配置成控制衬底卸载器23以从竖直移动销卸载(例如提升)第一衬底W1。控制系统500配置成在将第一衬底平台WT1从卸载位置UP1移动到装载位置LP的同时将第一衬底W1保持处于卸载位置UP1上方。
图23是示出根据本发明的实施例的用于光刻设备100的三平台系统的操作顺序的视图。图22为比较例。在图22和图23中，从左至右表示时间。三个行对应于三个平台的不同操作和在光刻设备100内的对应位置。顶部行示意性地表示用于在衬底平台WT2上制备新的(预曝光)衬底W2以供曝光的操作或用于在第一平台WT1上制备新的(预曝光)衬底W3以供曝光的操作。中间行示意性地表示用于曝光衬底W1的操作，针对其已经对第一衬底平台WT1执行预备操作(包括衬底对准和/或调平操作44)。可替代地，中间行示意性地表示用于曝光衬底W2的操作，为此已经对第一衬底平台WT2执行预备操作。底部行示意性地表示校准平台CS的操作。在三平台系统中，两个衬底平台和一个校准平台在给定时刻同时地执行这三个不同类型的操作。每一行中的长条(或区块)指示当开始和结束不同操作时的相对时序。当单一操作涉及多个平台时，将该操作表示为占据视图中的多个行的长条(或区块)。当操作不涉及任何平台时(例如，由衬底卸载器执行的操作)，可以在视图的第四行或任何其它适当部分中指示对应的长条(或区块)。该长条不指示对每一个操作所花费的绝对时间长度。
如图5至图9中的序列所示，控制系统500配置成在平台调换操作42中调换第一衬底平台WT1与第二衬底平台WT2的位置。然后，控制系统500配置成在衬底交换操作41中操作衬底卸载器23以从第一衬底平台WT1卸载第一衬底W1。在实施例中，校准平台CS在衬底卸载器23开始被操作的时刻位于投影系统PS下方或附近。控制系统500不等待结束在校准平台CS处所执行的感测和/或清洁操作45之后才通过开始操作衬底卸载器23来启动衬底交换操作。图23示出了该特征，其中，感测和/或清洁操作45在时间上与衬底交换操作41重叠。因此，可以在较早时间完成衬底交换操作。
本发明的发明人已经发现，执行平台调换操作42和衬底交换操作41所花费的时间为纯额外时间。这意味着，无论执行平台调换操作42和衬底交换操作41花费多长时间，都不存在成像品质的可辨别的改善。另一方面，通过允许更多的时间用于在校准平台CS处执行感测操作，可以提供图像品质的改善。另外，通过允许更多的时间用于在校准平台CS处执行清洁操作，可以提供光刻设备100的良率和/或正常运行时间的改善。类似地，在防止较长的节拍时间(takt time)(即，处理一个衬底或一对衬底的总时间)的额外时间较少的情况下，可以通过花费较多时间来执行曝光操作43和衬底对准和/或调平操作44来改善在曝光操作43期间的图像品质。可替代地，通过不花费较多的时间来执行曝光操作43和衬底对准和/或调平操作44，可以改善生产量，这是由于减少的额外时间直接减少了节拍时间。换句话说，衬底对准、调平、感测和曝光所花费的时间涉及生产量与成像品质之间的取舍，而平台调换和衬底交换所花费的时间为纯额外时间。
在实施例中，相比于执行平台调换操作42所花费的时间，将校准平台CS定位在受限制的浸没液体下方的时间更长。通常，在校准平台CS处于受限制的浸没液体下方时与执行感测和/或清洁操作45同时地执行平台调换操作42(例如图6至图9所示)。可以通过花费较长时间在校准平台CS处执行感测和/或清洁操作45而改善成像品质。然而，通过花费较长时间来执行平台调换操作42没有获得益处。通过相比于执行平台调换操作42所花费的时间将校准平台CS定位于受限制的浸没液体下方时间更长，可以改善图像品质。图23示出了该特征，其中，感测和/或清洁操作45在时间上长于平台调换操作42。
如图23所示，在实施例中，在与在校准平台CS处执行的感测和/或清洁操作45的时间段重叠的时间段期间执行衬底交换操作41。在实施例中，衬底交换操作41配置成紧接在已执行平台调换操作42之后开始，同时校准平台CS执行感测和/或清洁操作45。因此，支撑第三衬底W3的第一衬底平台WT1可以在较早阶段开始衬底对准和/或调平操作44，这是因为第三衬底W3在较早阶段被装载到第一衬底平台WT1。
相比而言，如果曝光前争夺扫掠操作47与衬底交换操作41同时地开始(如图22所示)，则衬底对准和/或调平操作44在稍后阶段开始。
图10描绘了当在第一衬底平台WT1处执行衬底交换操作41的同时由校准平台CS和第二衬底平台WT2执行曝光前争夺扫掠操作47的时刻。如从图9至图10的转变中所描绘的，控制系统500配置成在+Y方向上移动第二衬底平台WT2和校准平台CS。在该移动期间，维持校准平台CS与第二衬底平台WT2的接触或接近。在该曝光前争夺扫掠操作47期间，受限制的浸没液体从校准平台CS上方移动到第二衬底平台WT2上方。
感测和/或清洁操作45与衬底交换操作41之间的重叠时间允许针对给定曝光时间有额外时间进行衬底对准和/或调平操作44(这是因为针对另一个衬底与曝光操作43同时地发生衬底对准和/或调平操作44)。因此，可以在不降低生产量的情况下改善图像品质(例如重叠、焦点等等)、良率(例如降低缺陷的可能性)和/或可用性(即，光刻设备100的正常运行时间)。可以以多种不同方式使用该时间量。例如，如果可以缩短完成曝光操作43所花费的时间，则可以在图像品质无任何降低的情况下增加生产量。
控制系统500配置成通过终止将第一衬底W1夹持到第一衬底平台WT1(例如由结束将衬底W夹持到第一衬底平台WT1上的吸力)而开始衬底交换操作41。当将第三衬底W3夹持到第一衬底平台WT1时结束衬底交换操作41。
图24是示出根据本发明的可替代的实施例的用于光刻设备100的三平台系统的操作顺序的视图。在实施例中，控制系统500配置成依次将第三衬底W3装载到第一衬底平台WT1，接着将第一衬底平台WT1移动(或定位)到对准系统和/或调平系统下方或附近，并且接着开始操作该对准系统和/或所述调平系统。在实施例中，当第一衬底平台WT1处于测量站时(如图11所示)使用对准系统和调平系统中的至少一个。在实施例中，与第二衬底W2正在经历曝光操作43的同时地使用对准系统和/或调平系统。如图24中所描绘的，在实施例中，校准平台CS在对准系统和/或调平系统开始由控制系统500操作的时刻位于投影系统PS下方或附近。该操作可以在执行平台调换操作42和衬底交换操作41所花费的时间小于用于在校准平台CS处执行感测和/或清洁操作45所使用的时间的情况下完成。因此，可以提供用于执行衬底对准和/或调平操作44的较长时间以便改善总的图像品质。对准系统可以包括如美国专利申请No.US2009-0233234A1中披露的多个对准传感器，该美国专利申请以引用方式并入本文中。可替代地，对准系统可以包括单个对准传感器。可以在对准操作期间相对于单个对准传感器移动衬底W，因此，衬底对准标记P1、P2随后面对该单个对准传感器。
在实施例中，控制系统500配置成截止到图像形成于第二衬底平台WT2上的第二衬底W2的所有目标部分C上的时刻(即，到完成曝光操作43的时刻为止)结束测量第一衬底平台WT1上的第三衬底W3上的衬底对准标记P1、P2的位置并且结束对于第一衬底平台WT1上的第三衬底W3的衬底对准和/或调平操作44。
如图10中所描绘的，尚未经历曝光操作43的第三衬底W3被装载到第一衬底平台WT1上。可以由诸如装载臂的衬底装载机(其可以是与衬底卸载器23相同的类型，或者可以是与衬底卸载器23相同的部件)保持第三衬底W3，以将第三衬底W3传递至竖直移动销，该竖直移动销已经被维持处于其从卸载位置UP1突出的位置中。控制系统500使衬底装载机缩回并且向下移动竖直移动销，使得第三衬底W3由第一衬底平台WT1的支撑表面支撑。
在实施例中，控制系统500配置成在校准平台CS处继续感测和/或清洁操作45的同时将第一衬底平台WT1移动到装载位置LP和/或将第三衬底W3装载到第一衬底平台WT1上。一旦已经在校准平台CS处结束感测和/或清洁操作45，控制系统500就执行曝光前争夺扫掠操作47，使得第二衬底平台WT2在受限制的浸没液体下方，并且因此使得可以对第二衬底W2执行曝光操作43。
图11描绘了对第二衬底W2执行曝光操作43的情况。与对第二衬底W2执行曝光操作43同时地，可以对测量站处的第三衬底W3执行衬底对准和/或调平操作44。在实施例中，衬底对准传感器系统、调平传感器系统和第二测量臂22上的编码器头位于测量站处。衬底对准传感器系统和调平传感器系统可以测量第三衬底W3和/或第一衬底平台WT1。在实施例中，到已经完成对第二衬底W2的曝光操作43时为止，已经完成对于第三衬底W3的对准和/或调平操作44。具体地说，由开始衬底交换操作41同时仍在校准平台CS处执行感测和/或清洁操作45而节省了额外时间。额外时间可以用于较早开始和完成对准和/或调平操作44。
图12描绘了对第二衬底W2继续曝光操作43的情况。已经完成对第三衬底W3执行的对准和/或调平操作44。控制系统500配置成在+Y方向和-X方向上将第一衬底平台WT1从装载位置LP移动到第二等待位置UP3，如从图12到图13的转变所示。同时，控制系统500配置成控制校准平台CS以处于距第二衬底平台WT2一距离的位置，以便不干涉对第二衬底W2的曝光操作43。
如从图12至图13的转变所示，控制系统500配置成执行衬底移出操作46，以将第一衬底W1从第一等待位置UP2移开到光刻设备100的外部。控制系统500配置成将校准平台CS移回到使校准平台CS与第二衬底平台WT2接触或接近的位置，以便为曝光后争夺扫掠操作48做准备。在曝光后争夺扫掠操作48中，移动校准平台CS和第二衬底平台WT2，从而将受限制的浸没液体从衬底平台WT2转移到校准平台CS。
图14至图16描绘了包括用于执行衬底交换操作41的较简单工序的修改例。如图14所示，在实施例中，光刻设备100包括在第二测量臂22的任一侧处的卸载位置UP和装载位置LP。如从图14至图15并且接着至图16的转变所示，在从校准平台CS至第二衬底平台WT2的曝光前争夺扫掠操作47期间，控制系统500配置成执行衬底交换操作41以便从第一衬底平台WT1卸载第一衬底W1并且接着将第三衬底W3装载到第一衬底平台WT1上。
图15描绘了在第一衬底平台WT1处执行衬底交换操作41的同时在校准平台CS处执行感测和/或清洁操作45的时刻。仅校准平台CS位于投影系统PS处。在利用校准平台CS进行的曝光前争夺扫掠操作47中尚未涉及第二衬底平台WT2。
图16描绘了当在第一衬底平台WT1处执行衬底交换操作41的同时由校准平台CS和第二衬底平台WT2执行曝光前争夺扫掠操作47的时刻。
在实施例中，控制系统500配置成将第一衬底平台WT1移动到卸载位置UP，在该卸载位置将第一衬底W1从第一衬底平台WT1卸载。在已经从第一衬底平台WT1卸载第一衬底W1之后，控制系统500配置成将第一衬底平台WT1从卸载位置UP移动到装载位置LP。当第一衬底平台WT1处于装载位置LP时，控制系统500配置成将第三衬底W3装载到第一衬底平台WT1上(例如通过使用衬底装载机)。在实施例中，与衬底交换操作41同时地(即，作为衬底交换操作41的一部分)执行衬底移出操作46。在实施例中，将分配给图23中的衬底移出操作46的时间段再分配给等待操作。在等待操作中，控制系统500配置成将第二衬底平台WT2维持处于待用位置一等待时间段，从而等待开始平台调换操作42。在实施例中，等待时间段设定为零，使得可以花费较多时间进行衬底对准和/或调平操作44。
根据本发明，在校准平台CS处执行感测和/或清洁操作45期间至少部分地执行平台调换操作42和衬底交换操作41两者。因此，通过允许较多时间进行例如感测、清洁、衬底对准和/或调平，可以改善生产量和/或可以改善图像品质、良率和/或可用性，而不降低生产量。
尽管在上文所描述的实施例中，第三平台是校准平台CS，但不一定是这种情况。第三平台可以是容纳包括传感器和清洁装置中的至少一个的部件的任何平台。当该部件包括传感器时，该传感器可以布置成测量由投影系统PS提供的曝光辐射的至少一个属性。在实施例中，测量的属性包括通过投影系统PS提供的曝光辐射的剂量和/或均匀性。
在实施例中，控制系统500配置成调换第一衬底平台WT1与第二衬底平台WT2的位置(例如图9所示)，然后控制衬底卸载器23以从第一衬底平台WT1卸载第一衬底W1(例如图10所示)。在实施例中，在衬底卸载器23开始待操作的时刻(即，在图9和图10所示的情况之间)，校准平台CS位于投影系统PS下方或附近。
尽管本发明同样地适用于干式光刻设备，但在实施例中，光刻设备100包括配置成将浸没液体供应并限制在空间11的液体处理系统IH，该空间11被限定在投影系统PS与衬底W之间和/或投影系统PS与平台中的一个之间。在实施例中，校准平台CS容纳包括配置成清洁液体处理系统IH的清洁装置的部件。
在实施例中，校准平台CS容纳包括为配置成监测液体处理系统IH的污染水平的监测装置的传感器的部件。在实施例中，控制系统500配置成在确定了污染水平等于或高于脱机清洁阈值水平时启动液体处理系统IH的脱机清洁。在实施例中，配置成监测液体处理系统IH的污染水平的监测装置包括摄像机(或其它光学装置)。
如果确定液体处理系统IH仅稍微有点脏(即，低于脱机清洁阈值水平)，则控制系统500配置成执行或安排液体处理系统IH的在线清洁。例如，可以在每一次曝光操作43之间执行在线清洁操作，或者可以安排在线清洁操作以在例如规则时间间隔下执行。另一方面，如果确定了液体处理系统IH极脏，即，污染水平等于或高于脱机清洁阈值水平，则控制系统500配置成安排脱机清洁操作。
在实施例中，使用校准平台CS上的清洁装置(例如超声波清洗器)来执行在线清洁操作。可以使用例如液体清洗器和伪(dummy，或假)衬底来执行脱机清洁操作。下文中进一步详细地解释这些清洁操作。
图21以平面图示意性地描绘了根据本发明的实施例的校准平台CS的示例。在实施例中，将振动构件213设置于校准平台CS上。在实施例中，振动构件213布置在校准平台CS的凹部中。该凹部形成于校准平台CS的上部表面中。当校准平台CS处于投影系统PS下方时，振动构件213与投影系统PS的最终元件对置。
在实施例中，在振动构件213的外部边缘与校准平台CS的周围上部表面之间形成游隙间隙，以便留出供振动构件213振动的空间。该间隙可以是例如约0.1毫米。
如图21中所描绘的，在实施例中，提供超声波发生器212以使振动构件213振动。超声波发生器212固定地附接到振动构件213。当超声波发生器212产生超声波时，振动构件212振动。超声波发生器212在校准平台CS中的凹部的内部连接到振动构件213。在实施例中，振动构件213的上部表面与校准平台CS的上部表面大致齐平。
图21进一步示出了测量装置214和215，它们可以是如上文所描述的设置于校准平台处的传感器。图21还示出了测量构件211，它可以是如上文所描述的另一个传感器。
在在线清洁操作期间，控制系统500配置成由连接到振动构件213的超声波发生器212而使振动构件213振动。结果，将超声波施加到与校准平台CS的上部表面接触的液体，即，受到液体处理系统IH限制的液体。在在线清洁操作期间继续液体的供应和回收。可替代地，可以在在线清洁操作期间暂时地或间歇地停止液体的供应和回收。
在实施例中，控制系统500配置成在在线清洁操作期间相对于投影系统PS移动校准平台CS。这允许均匀地并且可靠地清洁或洗涤投影系统PS的最终元件，而不管振动构件213与其中液体受液体处理系统IH限制的空间11之间的尺寸之差。在实施例中，控制系统500配置成在校准平台CS的移动期间停止振动构件213的振动。在实施例中，控制系统500配置成仅在校准平台CS在相对于投影系统PS的预定位置处停止时使振动构件213振动。在实施例中，使校准平台CS在清洁操作期间相对于液体处理系统IH移动，以清洁液体处理系统IH的底表面。例如，在清洁操作期间清洁多孔构件33和/或流体回收部件197。
在实施例中，控制系统500配置成在在线清洁操作期间控制液体处理系统IH以限制与浸没液体不同的液体。因此，清洁液体(而不是浸没液体)可以用于在在线清洁操作期间执行清洁。可替代地，在实施例中，在在线清洁操作期间将与在曝光操作43期间使用相同类型的浸没液体，被限制在空间11中。
在实施例中，可以通过将伪衬底定位在投影系统PS下方而执行脱机清洁操作。在脱机清洁操作期间，可以执行基于液体的清洁。脱机清洁操作的类型不受特别的限制。在实施例中，脱机清洁操作包括使用伪衬底进行基于液体的清洁。WO2010-018825A1中披露了可以用于本发明的上下文中的这一类型的脱机清洁操作的示例。在实施例中，基于液体的清洁包括使用常规的浸没液体(即，与在曝光操作43期间使用相同类型的浸没液体)的水清洁。在可替代的实施例中，基于液体的清洁操作包括使用清洁液体的化学清洁。在可替代的实施例中，基于液体的清洁操作包括反向流清洁。在反向流清洁中，使通过液体处理系统IH的液体的流动方向反向。控制系统500配置成在脱机清洁操作期间使通过液体处理系统IH的液体流反向。日本专利申请公开No.JP2012-109359A中披露了可以用于本发明的上下文中的反向流清洁的示例，该日本专利申请以引用的方式并入本文中。
在可替代的实施例中，脱机清洁操作包括使用专用的清洁装置。例如，在实施例中，清洁装置包括刷子、离子化气体供应器和气体抽取器。日本专利申请公开No.JP2013-187465A中披露了可以在本发明的上下文中在脱机清洁操作期间使用的清洁装置的示例，该日本专利申请以引用方式并入本文中。
在实施例中，控制系统500配置成使用透镜加热模型以便仿真投影系统PS的热像差。在实施例中，控制系统500配置成使用通过校准平台CS上的像差传感器而获得的实际测量数据来校准透镜加热模型。在实施例中，控制系统500设置有用于热像差控制的软件。对于衬底的第一批次，高速相位测量干涉仪可以用于间隔校准，以便减少由热像差造成的成像误差。在衬底的第一批次之后，可以使用前馈控制以通过使用透镜加热模型来减少热像差的影响。对于衬底的第一批次，可以在执行间隔校准(产品上学习的形式)的同时增加曝光操作43所允许的时间段。在衬底的第一批次之后，可以通过降低曝光操作43所允许的时间并且使用透镜加热模型以仿真热像差来增加生产量。
在实施例中，控制系统500配置成补偿例如WO2006-025408A1中描述的透镜加热效应(例如，由投影系统PS中的经加热的透镜元件诱发的像差或失真)。在实施例中，控制系统500配置成补偿例如日本专利申请公开No.JP2011-060882A和JP2012-079735A中描述的图案形成装置加热效应(例如，由经加热的图案形成装置MA诱发的像差或失真)，上述两个日本专利申请都以引用的方式并入本文中。
图19以横截面图描绘了根据本发明的实施例的用于光刻设备100中的液体处理系统IH的一部分。如图19所示，在实施例中，液体处理系统IH包括可致动流量板192。该可致动流量板192配置成相对于投影系统PS并且相对于平台(即，第一衬底平台WT1、第二衬底平台WT2和校准平台CS)是位置受独立控制的。在实施例中，控制系统500配置成控制可致动流量板192的位置。在实施例中，控制系统500配置成依据平台中的一个相对于投影系统PS的相对位置、速度和/或加速度而控制可致动流量板192的位置。
如图19中所描绘的，在实施例中，液体处理系统IH包括通常在可致动流量板192上方的静止上部部件191。该静止上部部件191设置在投影系统PS的最终元件附近。可致动流量板192设置成环绕静止上部部件191下方的辐射束B的光学路径。可致动流量板192配置成能够相对于静止上部部件191移动。
如图19所示，在实施例中，静止上部部件191包括面对-Z轴方向的下部表面193和配置成从空间11回收浸没液体的液体回收部件194。在实施例中，可致动流量板192包括面对+Z轴方向的上部表面195、面对-Z轴方向的下部表面196，以及流体回收部件197。流体回收部件197可以是配置成从浸没液体被限制的空间11移除液体和气体两者的两相抽取器。
在实施例中，可致动流量板192配置成在XY平面中移动，使得改变图19的中间所示的静止上部部件191与可致动板192之间的径向间隙的尺寸。在实施例中，可致动流量板192的移动范围被确定为使得静止上部部件191和可致动流量板192在光刻设备100的使用中不彼此接触。
在实施例中，控制系统500配置成与由投影系统PS提供曝光辐射的周期的至少一部分并行地移动可致动流量板192。在实施例中，可致动流量板192在液体浸没空间11被形成的状态中移动。可致动流量板192的移动实现液体处理系统IH的可致动流量板192相对于衬底W的相对速度和/或加速度的减小。预期这会改善在浸没液体被限制的空间11的多个侧处的弯液面的稳定性，而不减慢衬底平台WT的运动。
本发明适用于浸没式光刻设备或干式光刻设备(例如干式DUV扫描器)。在以上描述中，已经在浸没式光刻设备相对于浸没液体下方的平台进行改变的上下文中来描述曝光前争夺扫掠操作47和曝光后争夺扫掠操作48。
曝光前争夺扫掠操作47涉及校准平台CS和衬底平台中的一个(例如第二衬底平台WT2)移动，使得第二衬底平台WT2位于投影系统PS下方。在实施例中，针对干式光刻设备执行曝光前争夺扫掠操作47。在实施例中，控制系统500配置成在曝光前争夺扫掠操作47期间针对浸没式光刻设备或干式光刻设备执行图案形成装置对准。用于执行图案形成装置对准的方法不受特别的限制。下文描述用于执行图案形成装置对准的适当方法的示例。
图25示意性地描绘了根据本发明的实施例的用于光刻设备100中的图案形成装置对准系统。如上文所提及的，在实施例中，校准平台CS容纳包括空间图像传感器254的部件。如图25中所描绘的，在实施例中，衬底平台WT包括基准标记251。基准标记251用于衬底(高度)水平上的图案形成装置对准。基准标记251位于衬底平台WT上。基准标记251在衬底平台WT的顶表面处，使得它从上方可见。
在实施例中，将反射镜253设置于衬底平台WT的内部。在使用中，具有图案形成装置MA的空间图像的辐射束通过反射镜253反射到空间图像传感器254。在实施例中，空间图像传感器254附接到校准平台CS的侧表面。在实施例中，在曝光前争夺扫掠操作47期间执行图案形成装置MA的空间图像的检测。在曝光前争夺扫掠操作47期间，衬底平台WT与校准平台CS之间的距离是固定的。因此，基准标记251、反射镜253与空间图像传感器254之间的距离是固定的。因此，曝光前争夺扫掠操作47的持续时间是用于检测空间图像的适当时间。在实施例中，在衬底平台WT上的基准标记251位于投影系统PS的光轴处的时刻检测空间图像。
在实施例中，基准标记251形成在衬底平台WT的中心线上。如图25中所描绘的，在实施例中，一对空间图像测量狭缝图案252相对于基准标记251的中心对称地定位。在实施例中，每一个空间图像测量狭缝图案252都包括L形狭缝图案，或者可以使用分别在X轴方向和Y轴方向上延伸的两个直线形狭缝图案。
曝光后争夺扫掠操作48涉及校准平台CS和衬底平台中的一个(例如第一衬底平台WT1)移动，使得校准平台CS定位在投影系统PS下方。在实施例中，针对干式光刻设备不执行曝光后争夺扫掠操作48。这意味着，在干式光刻设备的操作中，此时没有必要使校准平台CS与第一衬底平台WT1彼此接触或接近。在可替代的实施例中，针对干式光刻设备执行曝光后争夺扫掠操作48。
如上文所解释的，在实施例中，光刻设备100包括配置成调节辐射束B的照射系统IL。在实施例中，照射系统IL包括配置成测量照射系统IL的照射光瞳的分布的传感器。在可替代的实施例中，校准平台CS容纳包括配置成测量照射光瞳的分布的传感器的部件。
在实施例中，照射系统IL包括空间光调制器206，该空间光调制器包括二维地布置的多个独立可控的光学元件。在实施例中，控制系统500配置成使用曝光辐射的已测量的属性的数据来监测或校准照射系统IL如何调节辐射束B。在实施例中，控制系统500配置成基于曝光辐射的已测量的属性的数据调整或控制空间光调制器。在可替代的实施例中，控制系统500配置成基于来自仿真模型的数据调整或控制空间光调制器。在实施例中，控制系统500配置成使用曝光辐射的已测量的均匀性或照射光瞳的已测量的分布以校准、更新或改善仿真模型。日本专利申请公开No.JP2012-099685A中披露了可以用于本发明的上下文中的仿真模型的示例，该日本专利申请以引用的方式并入本文中。
仅作为示例，图20示意性地描绘了可以结合本发明使用的空间光调制器206。图20示出了在四极照射中在两个空间光调制器206中的多个反射镜元件中的一些反射镜元件的侧倾角。空间光调制器206包括许多个反射镜元件。
如图20中所描绘的，照射系统IL包括偏振分束器202，该偏振分束器将照射光分割成具有不同偏振的两个照射束。反射镜201将所述照射束中的一个反射到+Y方向上，并且另外两个反射镜203、204将另一个照射束移位至-Z方向上并且接着将其反射到+Y方向上。照射束接着经由棱镜205而前进到空间光调制器206中的一个中、返回通过棱镜205、通过中继光学系统207以照射在光学积分器208的表面上。在实施例中，光学积分器208是尺寸与图案形成装置MA的表面上的照射区的尺寸近似地相似的矩形形状。空间调制装置206至少部分地组合具有不同偏振的两个束。在实施例中，控制系统500配置成基于由校准平台CS上的至少一个传感器输出的数据而调整或调节空间光调制装置206。
如上文所解释的，在实施例中，对待经历曝光操作43的衬底W执行衬底对准和/或调平操作44。图17描绘了可以结合本发明而使用的调平系统的示例。也可以使用其它调平系统。
图17所示的调平系统可以被称为自动聚焦系统并且可以是狭缝型系统。该调平系统包括光源组件。光源组件配置成利用测量束照射衬底W。该光源组件包括：产生光的宽带光源171、将来自宽带光源171的光准直的透镜172、成形光的狭缝的狭缝掩模173、将来自狭缝掩模173的光准直的透镜174、使光的狭缝在衬底W和再导向器177、178上来回移动的振动反射镜组件175，以及将光的狭缝聚焦到衬底W和再导向器(redirector)177、178上的透镜176。该调平系统可以包括单独一套自动聚焦系统。可替代地，调平系统可以包括如日本专利申请公开No.JP2013-236074A中披露的多套自动聚焦系统。
在实施例中，使光的狭缝的第一部分(或测量束)成像到衬底W上。使第二部分(或参考束)投影到再导向器177、178上。在图17中，沿着Y轴从页面出来最远的光的狭缝是参考光，而沿着Y轴至页面中的光的狭缝是测量光。再导向器177、178在参考束成像到衬底W上之前拾取和再导向该参考束。
使测量束以掠入射角投影到衬底W上。使参考束以掠入射角投影到再导向器177、178上。然后，使由衬底W反射的测量束和由再导向器177、178反射的参考束两者再成像到检测器组件上。在实施例中，检测器组件包括将从衬底W反射的光成像到狭缝掩模181上的透镜系统179、180，以及检测器182(例如CCD)。然后，由检测器182测量传递通过隙缝掩模181的光。结果，同一个检测器182被用于测量由衬底W反射的测量束和由再导向器177、178反射的参考束两者。因此，检测器182可以将关于由衬底W反射的测量束的测量信号和关于由再导向器177、178反射的参考光的参考束两者提供至调平系统的控制器183。
参考信号关于改变聚焦(衬底W的位置除外)的所有事情的测量，并且测量信号关于改变聚焦(包括衬底W的位置)的所有事情的测量。因此，控制器183可以从测量信号减去参考信号以确定衬底W的位置。结果，可以补偿能够系统部件和/或环境因素中的不稳定性，其否则在检测器182处将导致产生错误信息。控制器183可以确定衬底W的高度，并且因此可以确定衬底W的总平坦度。
图18示意性地描绘了可替代的调平系统。在实施例中，调平系统是包括至少一个接近传感器的气隙传感器系统。该气隙传感器系统可以用于测量衬底W相对于投影系统PS的最终元件的高度(在Z方向上的位置)。在实施例中，气隙传感器系统包括框架，该框架可以与主框架RF相同或者是不同的量测框架。该框架用作在高度方向上的位置参考。在实施例中，气隙传感器系统包括作为例示性的模拟接近传感器的气压计185。致动器184和高度编码器190被安装到主框架RF。气压计185耦接到致动器184。高度编码器190测量气压计185的高度。
在实施例中，致动器184包括压电致动器或音圈马达。致动器184配置成无论何时气压计185要用于测量衬底W的高度时就将气压计185相对于主框架RF朝向衬底W移动到“使用”位置。致动器185配置成在气压计185未用于测量衬底高度时将气压计185移动远离衬底W。在这些运动期间，高度编码器190配置成测量气压计185相对于主框架RF的高度。在实施例中，气压计185包括探针187、用于供应加压空气的入口189、以及差压传感器186。气压计185的其它配置也与本发明兼容。通过使用气压计185以测量衬底W的上部表面的不同部分的高度，可以测量衬底W的平坦度。
图26A和图26B分别示出了根据本发明的实施例的衬底平台WT1的正视图和侧视图。该衬底平台WT1包括支撑台WT和长冲程模块262。支撑台WT布置成支撑衬底W。支撑台WT可以相对于长冲程模块262经由致动器260而移动。长冲程模块262设置有多个磁体264，所述多个磁体形成平面马达的部分。致动器260和磁体264经由壁266而彼此连接。
平面马达布置成在XY平面中相对于投影系统PS移动长冲程模块262。平面马达的范围可以足够大，以执行如上文所描述的平台调换操作42。致动器260可以高准确度地相对于长冲程模块262而在较小的范围上移动支撑台WT。例如，该范围可以充分大，以在管芯的长度上移动支撑台WT。致动器260可以在y方向(即，扫描方向)上移动支撑台WT。另外，致动器260可以在x方向上和/或在z方向上移动支撑台WT和/或使支撑台WT围绕x方向、y方向和/或z方向旋转。
平面马达、壁266和支撑台WT可以限定空间2610。空间2610提供如下体积：第一测量臂21可以位于该体积中，使得第一测量臂21可以与附接到支撑台WT的底部的编码器标尺(图中未示出)协作。
当执行平台调换操作42时(例如图9和图14所示)，第一衬底平台WT1需要围绕测量臂21移动以防止长冲程模块262与测量臂21碰撞。如图9所示，第一测量臂21和第二测量臂22之间的距离需要至少是衬底平台WT1的长度加衬底平台WT2的长度。
然而，可以通过在壁266中提供开口268而缩短该距离，如图26A、图26B所示。开口268足够大，使得当衬底平台WT1在X方向上移动时第一测量臂21的一部分通过所述开口268而进行装配。较短的距离减少了衬底平台WT1的前进距离，并且因此可以通过增加生产量和/或由减少额外时间而增加生产率。较短的距离也可以导致较小的光刻设备，这样可以节省宝贵的洁净室空间。
在图26A、图26B的实施例中，两个壁266中的每一个都设置有两个开口268。具有这四个开口268会允许用于移动第一衬底平台WT1的最大自由度。-y侧上的两个开口268可以与第二测量臂22协作，并且+y侧上的两个开口268可以与第一测量臂21协作。第一衬底平台WT1可以从-x方向或+x方向接近第一测量臂21或第二测量臂22。在实施例中，壁266中的每一个仅具有一个开口268。仅一个壁266可以具有一个或两个开口268。虽然具有较少开口268可能限制第一衬底平台WT1的移动自由度，但可以增大第一衬底平台WT1的刚度。
可以将开口268施加到第一衬底平台WT1、第二衬底平台WT2和/或校准平台CS。
已经在浸没式光刻设备的上下文中描述以上示例中的许多示例。然而，本发明同样适用于干式光刻设备。应该明白的是，上述特征中的任一个可以与任何其它特征一起使用，并且在本申请案不仅仅涵盖被明确描述的那些组合。
应该明白的是，上述特征中的任一个可以与任何其它特征一起使用，并且在本申请案不仅仅涵盖明确描述的那些组合。例如，本发明的实施例可以与图4所示的液体处理系统一起使用和/或与包括线性马达或多组线性马达的衬底平台一起使用。此外，尽管上文为了方便起见已经在浸没式光刻设备的上下文中描述了本发明的实施例，但应该明白的是，本发明的实施例可以结合任何形式的光刻设备来使用。例如，光刻设备100可以是光学光刻设备、电子束光刻设备或压印型光刻设备。上文所描述的本发明可以实施于包括压印系统271(来代替投影系统PS)的压印型光刻设备中。
图27示意性地描绘了根据本发明的实施例的压印系统271。压印型光刻设备(另外也被称作压印设备)属于光刻设备的类型，并且用于半导体器件或其类似器件的制造过程，并且使用图案形成装置276以在衬底W上模制压印材料以便在衬底W上形成图案。例如，图案形成装置276是压印系统271中的模具、模板或印模。压印系统271可以将树脂2711用作压印材料，并且可以采用通过利用紫外光(UV光)2710进行辐射而固化树脂的光固化方法作为树脂的固化方法。UV光2710可以由汞灯、LED或一组多个LED提供。压印设备可以非常类似于上文所描述的光刻设备100。差异在于：压印设备将图案从图案形成装置276压印到树脂2711中，而光刻设备100将图案的图像投影在衬底W上。压印设备的其它部分(诸如第一衬底平台WT1、第二衬底平台WT2和校准平台CS)可能同样地在压印设备和光刻设备100中。
压印设备27100包括压板272、衬底平台、压印头277和树脂供应单元2713。提供控制系统来控制压印设备。支撑衬底W的衬底平台布置于压板272上以便能够在水平平面(X-Y平面)内移动。
提供树脂供应单元2713以将树脂2711供应到衬底W的至少一部分。衬底W可以相对于树脂供应单元2713移动，因此，可以向衬底W的多个部分供应树脂2711。
压印头277布置成保持图案形成装置276并且在竖直方向(Z方向)上移动该图案形成装置276，由此使得该图案形成装置276与衬底W上的树脂2711彼此接触(压印)或者从该衬底W上的树脂2711释放(分离)该图案形成装置276。可替代地或另外，可以在竖直方向上移动衬底平台以执行所述压印或分离。
上文所描述的实施例可以实施于压印设备中。例如，压印设备可以包括第一衬底平台WT1、第二衬底平台WT2和校准平台CS。校准平台CS可以支撑用于监测压印系统271的属性的监测装置。所述属性可以是图案形成装置276的污染水平、压印头277的污染水平和/或树脂供应单元2713的污染水平。所述属性可以是UV光2710的属性，诸如剂量或均匀性。另外或可替代地，校准平台CS可以包括用于清洁图案形成装置276、压印头277和树脂供应单元2713中的至少一个的清洁装置。日本专利申请公开No.JP2015-023210A中描述了清洁装置的示例，该日本专利申请以引用的方式并入本文中。
压印设备的控制系统可以布置成执行曝光前争夺扫掠操作47并且执行衬底交换操作41。该控制系统可以布置成在开始衬底交换操作41之后开始曝光前争夺扫掠操作47。
本领域的技术人员应该明白的是，在这些可替代的应用的上下文中，这里使用的任何术语“晶片”或“管芯”都可以分别被认为是与更加上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。此处所指的衬底可以是在曝光之前或之后被处理，例如在轨道(一种典型地将抗蚀剂层施加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/或检查工具中。在可应用的情况下，可以将本文所公开的内容应用于这种和其他衬底处理工具中。另外，所述衬底可以被处理一次以上，例如为了产生多层IC，使得本文中使用的术语“衬底”也可以指已经包含多个已处理层的衬底。
本文所使用的术语“辐射束B”和“曝光辐射”涵盖所有类型的电磁辐射，包括紫外(UV)辐射(例如，具有为或约为365纳米、248纳米、193纳米、157纳米或126纳米的波长)。术语“透镜”在上下文允许时可以表示各种类型的光学部件中的任一个或组合，包括折射型和反射型光学部件。电磁辐射的其它示例是可见光(例如具有在400纳米与700纳米之间的波长)和EUV辐射(例如具有为或约为13.5纳米或6.7纳米的波长)。可以由KrF准分子激光设备输出波长为248纳米的UV辐射。可以由ArF准分子激光设备输出波长为193纳米的UV辐射。
虽然上文已经描述了本发明的具体实施例，但应该明白的是，可以以与所描述方式不同的其它方式来实施本发明。以上的描述意图是说明性的，而不是限制性的。因此，本领域的技术人员将明白，在不背离下面阐述的权利要求的范围的情况下，可以对所描述的发明进行修改。

Claims (33)

1.一种操作光刻设备的方法，所述光刻设备包括：
投影系统，配置成提供曝光辐射，用以使在所述投影系统下方的衬底形成图案；
第一平台，配置成支撑第一衬底；
第二平台，配置成支撑第二衬底；和
第三平台，容纳包括传感器和清洁装置中的至少一个的部件；
其中，所述方法包括：在开始衬底交换操作之后开始曝光前争夺扫掠操作；
其中，在所述曝光前争夺扫掠操作期间，所述第三平台移动远离所述投影系统的下方，而所述第二平台移动到所述投影系统的下方；
其中，在所述衬底交换操作期间，从所述第一平台卸载所述第一衬底。
2.如权利要求1所述的方法，包括：利用所述传感器测量所述曝光辐射的至少一个属性或所述投影系统的至少一个属性或所述光刻设备的照射系统的至少一个属性。
3.如前述权利要求中任一项所述的方法，包括：在开始所述衬底交换操作之前调换所述第一平台与所述第二平台的位置。
4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述衬底交换操作开始时，所述第三平台位于所述投影系统的下方或附近。
5.如前述权利要求中任一项所述的方法，包括：将浸没液体供应并限制在被限定在所述投影系统与所述第一衬底、所述第二衬底、所述第一平台、所述第二平台和所述第三平台中的至少一个之间的空间。
6.如权利要求5所述的方法，包括：使用所述传感器监测所述浸没液体的污染水平。
7.如权利要求6所述的方法，包括：当所述污染水平等于或高于脱机清洁阈值水平时启动脱机清洁。
8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述光刻设备包括：
对准系统，配置成测量所述第一衬底上的对准标记的位置；和
调平系统，配置成测量所述第一衬底的表面属性，其中，所述方法按顺序包括：
1)将所述第一衬底装载于所述第一平台上；
2)将所述第一平台定位在所述对准系统和/或所述调平系统的下方或附近，和
3)开始对所述第一衬底的衬底对准和/或调平操作，
其中，在所述衬底对准和/或调平操作开始时，所述第三平台位于所述投影系统的下方或附近。
9.如权利要求8所述的方法，包括：截止到图像形成于第二平台上的所述第二衬底的所有目标部分上的时刻，结束对所述第一衬底的衬底对准和/或调平操作。
10.一种光刻设备，包括：
投影系统，配置成提供曝光辐射，用以使衬底形成图案；
第一平台，配置成支撑第一衬底；
第二平台，配置成支撑第二衬底；
第三平台，容纳包括传感器和清洁装置中的至少一个的部件；
衬底卸载器，配置成在衬底交换操作期间从所述第一平台卸载所述第一衬底；和
控制系统，配置成控制所述第一平台、所述第二平台、所述第三平台和所述衬底卸载器的定位，
其中，所述控制系统布置成在开始所述衬底交换操作之后开始曝光前争夺扫掠操作，
其中，在所述曝光前争夺扫掠操作期间，所述第三平台移动远离所述投影系统的下方，而所述第二平台移动到所述投影系统的下方。
11.如权利要求10所述的光刻设备，其中，所述第三平台是校准平台。
12.如权利要求10至11中任一项所述的光刻设备，其中，在所述曝光前争夺扫掠操作期间，由所述第二平台和所述第三平台执行图案形成装置对准。
13.如权利要求10至12中任一项所述的光刻设备，其中，所述部件包括所述传感器，其中，所述传感器布置成测量所述曝光辐射的至少一个属性。
14.如权利要求13所述的光刻设备，其中，所述至少一个属性包括所述曝光辐射的剂量和/或均匀性。
15.如权利要求10至12中任一项所述的光刻设备，其中，所述部件包括所述传感器，其中，所述传感器布置成测量所述投影系统的像差、所述投影系统的光瞳和/或所述光刻设备的照射系统的偏振。
16.如权利要求15所述的光刻设备，其中，所述控制系统配置成预测所述图案形成的失真或所述投影系统的像差的改变。
17.如权利要求16所述的光刻设备，其中：
所述投影系统包括像差补偿器和/或图像失真补偿器；并且
所述控制系统布置成提供输出信号以控制所述像差补偿器和/或所述图像失真补偿器。
18.如权利要求17所述的光刻设备，其中，所述像差补偿器包括辐射束的光学路径中的可变形反射镜。
19.如权利要求17所述的光刻设备，其中，所述像差补偿器包括所述辐射束的光学路径中的局部温度受控的透镜元件。
20.如权利要求10至19中任一项所述的光刻设备，其中，所述控制系统配置成控制所述第一平台、所述第二平台和所述衬底卸载器以便在开始所述衬底交换操作之前调换所述第一平台与所述第二平台的位置。
21.如权利要求10至20中任一项所述的光刻设备，其中，所述控制系统配置成控制所述第三平台以便在开始所述衬底交换操作时使所述第三平台位于所述投影系统的下方或附近。
22.如权利要求10至21中任一项所述的光刻设备，其中，所述光刻设备包括：
液体处理系统，配置成将浸没液体供应并限制在被限定在所述投影系统与所述第一衬底、所述第二衬底、所述第一平台、所述第二平台和所述第三平台中的至少一个之间的空间。
23.如权利要求22所述的光刻设备，其中，所述清洁装置配置成清洁所述液体处理系统。
24.如权利要求22或23所述的光刻设备，其中，所述部件包括所述传感器，其中，所述传感器包括配置成监测所述液体处理系统的污染水平的监测装置。
25.如权利要求22所述的光刻设备，其中，所述第一平台和所述第二平台中的一个配置成支撑伪衬底，所述伪衬底配置成与所述液体处理系统对置，以便能够使用清洁液体来执行清洁。
26.如权利要求22至25中任一项所述的光刻设备，其中，所述清洁装置包括振动发生器，所述振动发生器配置成将振动或超声波施加到所述浸没液体。
27.如权利要求22至26中任一项所述的光刻设备，其中，所述液体处理系统包括可致动流量板，所述可致动流量板配置成相对于所述投影系统并且相对于所述第一平台、所述第二平台和所述第三平台是位置受独立控制的；
其中，所述控制系统配置成依据所述第一平台、所述第二平台和所述第三平台中的一个相对于所述投影系统的相对位置、速度和/或加速度控制所述可致动流量板的位置。
28.如权利要求10至27中任一项所述的光刻设备，其中，所述光刻设备包括：
照射系统，配置成调节所述曝光辐射，
其中，所述照射系统包括空间光调制器，所述空间光调制器包括以二维方式布置的多个独立可控的光学元件，所述控制系统配置成使用所述传感器的数据来监测或校准所述照射系统。
29.如权利要求10至28中任一项所述的光刻设备，其中，所述光刻设备包括：
对准系统，配置成测量所述第一衬底上的对准标记的位置；和
调平系统，配置成测量所述第一衬底的表面属性。
30.如权利要求29所述的光刻设备，其中，所述控制系统配置成控制所述光刻设备以便顺序地进行如下操作：
1)将所述第一衬底装载到所述第一平台，
2)将所述第一平台定位在所述对准系统和/或所述调平系统的下方或附近，和
3)开始对所述第一衬底的衬底对准和/或调平操作，
其中，在开始所述衬底对准和/或调平操作时，所述第三平台位于所述投影系统的下方或附近。
31.如权利要求30所述的光刻设备，其中，所述控制系统配置成：截止到图像形成于所述第二平台上的第二衬底的所有目标部分上的时刻，结束所述衬底对准和/或调平操作。
32.如权利要求29至31中任一项所述的光刻设备，其中，所述调平系统包括光学传感器系统，所述光学传感器系统包括：
光源组件，配置成利用测量束照射所述第一衬底；和
检测器，配置成检测从所述第一衬底反射的所述测量束。
33.如权利要求29至32中任一项所述的光刻设备，其中，所述调平系统包括气隙传感器系统，所述气隙传感器系统包括至少一个接近传感器。
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