CN110869855A - 量测设备和衬底平台输送装置系统 - Google Patents

量测设备和衬底平台输送装置系统 Download PDF

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CN110869855A CN201880046374.3A CN201880046374A CN110869855A CN 110869855 A CN110869855 A CN 110869855A CN 201880046374 A CN201880046374 A CN 201880046374A CN 110869855 A CN110869855 A CN 110869855A
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F·G·C·比基恩
金原淳一
S·C·J·A·凯吉
T·A·马塔尔
P·F·范吉尔斯
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Abstract

为了改善测量设备的生产率性能和/或经济性，本发明提供一种量测设备，包括：第一测量设备；第二测量设备；第一衬底平台，所述第一衬底平台被配置为保持第一衬底和/或第二衬底；第二衬底平台，所述第二衬底平台被配置为保持所述第一衬底和/或所述第二衬底；第一衬底输送装置，所述第一衬底输送装置被配置为输送所述第一衬底和/或所述第二衬底；和第二衬底输送装置，所述第二衬底输送装置被配置为输送所述第一衬底和/或所述第二衬底，其中，从第一FOUP、第二FOUP或第三FOUP装载所述第一衬底，其中，从所述第一FOUP、所述第二FOUP或所述第三FOUP装载所述第二衬底，其中所述第一测量设备是对准测量设备，以及其中所述第二测量设备是水平传感器、膜厚度测量设备或光谱反射率测量设备。

Description

量测设备和衬底平台输送装置系统
技术领域
发明的第一方面涉及一种对准测量设备以及一种用于测量衬底上的对准标记的位置的方法。
本发明的第二方面涉及一种光刻设备和衬底平台输送装置系统。
本发明的第三方面涉及一种量测设备。
背景技术
光刻设备是一种将所期望的-图案施加到衬底上(通常在衬底的目标部分上)的机器。光刻设备可例如用于制造集成电路(IC)。在这种情况下，可以将可替代地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成待形成于集成电路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、一个或更多个管芯)上。典型地，通过将图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上进行图案的转印。通常，单个衬底将包含被连续地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性地曝光到所述目标部分上来照射每个目标部分；在扫描器中，通过利用辐射束沿给定方向(“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衬底，来照射每个目标部分。也有可能通过将图案压印到衬底上而将图案从所述图案形成装置转印到所述衬底。
在光刻设备的已知实施例中，所述光刻设备包括对准测量系统，以测量设置在所述衬底上的对准标记的位置。通过测量这些对准标记的位置，可以确定所述衬底相对于保持所述衬底的衬底台的位置和/或变形。所述衬底的这种测量到的位置和/或变形使得所述光刻设备能够在将已形成图案的辐射束实际投影到所述衬底的目标部分上期间将所述衬底相对于所述投影系统和/或所述图案形成装置定位在期望的位置。
以这种方式，已形成图案的辐射束在所述衬底的目标部分上的连续投影可以相对于彼此对准。重叠性能，即，已形成图案的辐射束在所述衬底的目标部分上的连续投影的对准，是使用所述光刻设备制造的器件的产品品质中的重要因素。
通常需要改善光刻设备的重叠性能以改善产品品质。可以例如通过测量所述衬底上的实质上更多的对准标记来改善所述重叠性能。特别地，衬底对准栅格可以包含形变的高频分量，该高频分量可以通过测量大量对准标记而被更好地校正。然而，大量对准标记的测量将导致对准测量时间的增加，因此将对所述光刻设备的生产性能产生限制作用。
此外，在器件的制造过程期间，所述衬底经受多个处理步骤，例如层沉积、蚀刻和退火。这些处理步骤(其通常导致衬底之间和/或衬底的堆叠之间和/或衬底的层之间的变化)对光刻过程的重叠性能的影响也具有重要意义。
常规地，已经提出了一种设备，该设备包括单个衬底平台，以测量(或检查)衬底的一种类型的特性(例如，参见专利文献1至4)。然而，当采用这种常规技术时，为了测量(和/或检查)同一衬底的多个特性，需要分别测量(和/或检查)不同类型的特性的多个设备。
引用文件列表
专利文件
专利文件1：日本专利申请公开第2007-250578号
专利文件2：日本专利申请公开第2012-202980号
专利文件3：日本专利申请公开第2006-135211号
专利文件4：WO 2012/115013
发明内容
本发明的目的是提供一种用于测量衬底上的多个对准标记的位置的设备和/或方法，该设备和/或方法能够测量大量的对准标记和/或能够更好地处理衬底之间和/或在衬底的堆叠之间和/或在衬底的层之间的变化。本发明的另一个目的是提供一种包括多个衬底台的单个统一的量测(检查)设备，该设备能够测量(检查)衬底的多种类型的特性。换句话说，本发明的目的是改善所述量测设备/所述检查设备的总体生产率性能和/或经济性(这可以从例如拥有成本，产品价格或安装面积的角度来认识)。
根据本发明的一个方面，提供了一种对准测量设备，用于测量衬底上对准标记的位置，包括：
第一站，包括：
第一对准传感器系统，以测量第一数量的对准标记在衬底上的位置，以及
第一水平传感器，以测量所述衬底的上表面的高度图；
第二站，包括：
第二对准传感器系统，以测量第二数量的对准标记在所述衬底上的位置，以及
第二水平传感器，以测量所述衬底的上表面的高度图；和
可移动的衬底台，被构造成保持衬底，其中，所述衬底台被布置成移动到所述第一站和所述第二站。
根据本发明的一个方面，提供了一种光刻系统，包括：
光刻设备，包括：
支撑件，所述支撑件被构造为支撑图案形成装置，所述图案形成装置能够在辐射束的横截面中对所述辐射束赋予图案，以形成已形成图案的辐射束；
衬底台，所述衬底台被构造成保持衬底；以及
投影系统，所述投影系统被配置为将所述已形成图案的辐射束投影到所述衬底的目标部分上；
根据权利要求1所述的对准测量设备；和
一个或更多个衬底输送装置，以在所述对准测量设备的相应衬底台和所述光刻设备的衬底台之间转移衬底。
根据本发明的一个方面，提供一种测量对准标记在衬底上的位置的方法，包括：
在第一站中，测量第一数量的对准标记在衬底上的位置，以及
在第二站中，测量第二数量的对准标记在衬底上的位置，
其中，所述衬底由相同的衬底台保持在所述第一站和所述第二站中，并且使用在所述第一站中测量的第一数量的对准标记的测量位置来用于在所述第二站中测量第二数量的对准标记的位置。
根据本发明的一个方面，提供了一种器件制造方法，该方法包括将已形成图案的辐射束投射到衬底上，该方法包括：
在对准测量设备的第一站中，测量第一数量的对准标记在所述衬底上的位置，和/或
在所述对准测量设备的第二站中，测量第二数量的对准标记在所述衬底上的位置，
其中衬底台将所述衬底保持在所述第一站和/或所述第二站中，
利用一个或更多个衬底输送装置将所述衬底从所述对准测量设备的所述衬底台转移到光刻设备的衬底台，以及
在所述光刻设备中，使用所述第一数量和/或第二数量的对准标记的位置的测量结果将已形成图案的辐射束投射到衬底上。
根据本发明的一个方面，提供了一种光刻设备，包括：
用于支撑图案形成装置的图案形成装置支撑件；
第一衬底台、第二衬底台和第三衬底台，各自被构造成支撑衬底；
第一站，包括：
对准传感器系统，以测量一定数量的对准标记在所述衬底上的位置，和/或
水平传感器，以测量所述衬底的上表面的高度图；
第二站，包括：
曝光单元，用于将图案从所述图案形成装置转印到所述衬底上；和
衬底台定位系统，以使所述第一衬底台、所述第二衬底台和所述第三衬底台中的每一个在至少所述第一站与所述第二站之间在移动平面区域中移动，
其中，在所述第一衬底台与第一线缆连接件支撑件之间设置第一线缆连接件，在所述第二衬底台与第二线缆连接件支撑件之间设置第二线缆连接件，并且在所述第三衬底台与第三线缆连接件支撑件之间设置第三线缆连接件，
其中，在所述移动平面区域的第一侧处设置第一线性引导件以引导所述第一线缆连接件支撑件和所述第三线缆连接件支撑件，并且其中，在所述移动平面区域的与所述第一侧相反的第二侧处设置第二线性引导件以引导所述第二线缆连接件支撑件。
根据本发明的一个方面，提供了一种量测设备，包括：
第一测量设备；
第二测量设备；
第一衬底平台，所述第一衬底平台被配置为保持第一衬底和/或第二衬底；
第二衬底平台，所述第二衬底平台被配置为保持所述第一衬底和/或所述第二衬底；
第一衬底输送装置，所述第一衬底输送装置被配置为输送所述第一衬底和/或所述第二衬底；和
第二衬底输送装置，所述第二衬底输送装置被配置为输送所述第一衬底和/或所述第二衬底，
其中，从第一FOUP(前开式晶片盒)、第二FOUP或第三FOUP装载所述第一衬底，
其中，从所述第一FOUP、所述第二FOUP或所述第三FOUP装载所述第二衬底，
其中所述第一测量设备是对准测量设备，以及
其中所述第二测量设备是水平传感器、膜厚度测量设备或光谱反射率测量设备。
附图说明
现在将参考所附示意性附图、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指示对应部件，且在所述附图中：
图1描绘了根据本发明一方面的光刻设备；
图2示意性地示出了根据本发明实施例的光刻系统；
图3示意性地示出了根据本发明实施例的对准测量设备；
图4示出了根据本发明一方面的第一实施例的衬底平台输送装置系统；
图5示出了所述光刻设备的一部分的侧视图；
图6示出了根据本发明一方面的第二实施例的衬底平台输送装置系统；
图7示出了根据本发明一方面的第三实施例的衬底平台输送装置系统；和
图8示出了根据本发明一方面的第四实施例的衬底平台输送装置系统。
具体实施方式
图1示意性地示出了根据本发明的一个实施例的可以作为光刻系统的一部分的光刻设备。所述光刻设备包括照射系统IL、支撑结构MT、衬底台WT和投影系统PS。
所述照射系统IL被配置为调节辐射束B。所述支撑结构MT(例如，掩模台)被构造成用于支撑图案形成装置MA(例如掩模)，并被连接到第一定位器PM，所述第一定位器PM被配置成根据某些参数精确地定位所述图案形成装置。所述衬底台WT(例如，晶片台)被构造成保持衬底W(例如，涂覆有抗蚀剂的晶片)，且连接至第二定位器PW，所述第二定位器PW配置成根据某些参数准确定位所述衬底。所述投影系统PS被配置成将由所述图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到所述衬底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可以包括各种类型的光学部件，诸如折射型、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，以用于引导、成形、或控制辐射。
本文中使用的术语“辐射束”包含所有类型的电磁辐射，所述电磁辐射包括紫外(UV)辐射(例如具有等于或约为365nm、355nm、248nm、193nm、157nm或126nm的波长)和极紫外(EUV)辐射(例如具有处于5nm至20nm的范围内的波长)以及诸如离子束或电子束之类的粒子束。
所述支撑结构MT支撑所述图案形成装置MA，即承载所述图案形成装置MA的重量。所述支撑结构MT以取决于所述图案形成装置MA的取向、所述光刻设备的设计、以及诸如例如所述图案形成装置MA是否被保持在真空环境中之类其他条件的方式来保持所述图案形成装置MA。所述支撑结构MT可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术来保持所述图案形成装置MA。所述支撑结构MT可以是框架或台，例如，其可以根据需要是固定的或可移动的。所述支撑结构MT可以确保所述图案形成装置MA位于所需的位置处(例如相对于所述投影系统PS)。
此处使用的术语“图案形成装置”应该被广义地解释为表示能够用于将图案在辐射束B的横截面上赋予辐射束、以便在所述衬底W的目标部分C上形成图案的任何装置。应当注意，赋予辐射束B的图案可能不确切地对应于所述衬底W的所述目标部分C中的期望图案，例如，如果所述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所述目标部分C上形成的器件中的特定的功能层相对应，诸如集成电路。
图案形成装置MA可以是透射式或反射式的。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，以便沿不同的方向反射入射的辐射束B。所述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B。
本文中使用的术语“投影系统”应该被广义地解释为包括适合于所使用的曝光辐射或者其他因素(诸如使用浸没液体或使用真空)的任何类型的投影系统，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，或它们的任何组合。
如本文中所描绘，所述设备是透射型的(例如采用透射式掩模)。或者，该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，或采用反射掩模)。
所述光刻设备可以是具有两个(双平台)或更多衬底台WT(和/或两个或更多的掩模台)的类型。在这种“多平台”机器中，可以并行地使用附加的台，或可以在一个或更多个台上执行预备步骤的同时，将一个或更多个其它台用于曝光。除了一个或更多个衬底台WT之外，所述光刻设备可以具有测量平台，当所述衬底台WT远离该位置时，该测量平台被布置在所述投影系统PS下方的位置处。代替对衬底W进行支撑，所述测量平台可以设置有传感器以测量所述光刻设备的特性。例如，所述投影系统可以将图像投影到所述测量平台上的传感器上以确定图像品质。
光刻设备也可为如下类型：其中所述衬底W的至少一部分可由具有相对高折射率的液体(例如，水)覆盖，以便填充介于所述投影系统与所述衬底之间的空间。也可将浸没液体施加至所述光刻设备中的其他空间，例如，介于所述图案形成装置MA与所述投影系统PS之间的空间。在本领域中公知的是浸没技术用于增加投影系统的数值孔径。本文中使用的术语“浸没”并不意味着诸如衬底W之类的结构必须浸没在液体中，而是仅意味着在曝光期间液体位于所述投影系统PS和所述衬底W之间。
参考图1，所述照射系统IL接收来自辐射源SO的辐射束。例如，当所述辐射源SO为准分子激光器时，所述辐射源SO及所述光刻设备可以是分离的实体。在这种情况下，不会认为所述源形成了所述光刻设备的一部分，并且借助于包括例如合适的引导反射镜和/或扩束器这样的束传递系统BD，将所述激光束B从所述辐射源SO传到所述照射系统IL。在其他情况下，例如，当所述辐射源SO为汞灯时，所述辐射源SO可以是所述光刻设备的组成部分。所述辐射源SO及所述照射器IL、以及所述束传递系统BD(如果需要的话)可被称作辐射系统。
所述照射系统IL可以包括用于调整所述辐射束B的角强度分布的调整器AD。通常，可以对所述照射系统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。另外，所述照射系统IL可以包括各种其他部件，诸如积分器IN和聚光器CO。可以将所述照射系统IL用于调节所述辐射束B，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入射到被保持在所述支撑结构MT上的所述图案形成装置MA上，且被所述图案形成装置MA形成图案。已穿过所述图案形成装置MA后，所述辐射束B穿过所述投影系统PS，所述投影系统将束聚焦到所述衬底W的目标部分C上。借助于所述第二定位器PW及位置传感器IF(例如，干涉量测装置、线性编码器或电容传感器)，可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，所述第一定位器PM及另一位置传感器(其未在图1中被明确地示出)可被用于(例如在掩模库的机械获取后、或在扫描期间)相对于辐射束B的路径来精确地定位所述图案形成装置MA。一般来说，所述支撑结构MT的移动可借助于长行程模块和短行程模块实现，所述长行程模块和短行程模块形成所述第一定位器PM的一部分。所述长行程模块可以在较大的运动范围内提供所述短行程模块的粗略定位。所述短行程模块可以在较小的运动范围内相对于所述长行程模块提供所述支撑结构MT的精细定位。类似地，可以使用长行程模块和短行程模块来实现所述衬底台WT的移动，所述长行程模块和短行程模块形成所述第二定位器PW的一部分。所述长行程模块可以在较大的运动范围内提供所述短行程模块的粗略定位。所述短行程模块可以在较小的运动范围内相对于所述长行程模块提供所述衬底台WT的精细定位。在步进器的情况下(与扫描器相反)，所述支撑结构MT可以仅连接到短行程致动器，或者可以是固定的。可以使用掩模对准标记M1、M2及衬底对准标记P1、P2来对准图案形成装置MA及衬底W。尽管所图示的衬底对准标记P1、P2占据专用目标部分，但所述衬底对准标记可位于目标部分C之间的空间中(这些衬底对准标记被称为划线对准标记)。相似地，在多于一个管芯设置于所述图案形成装置MA上的情形中，所述掩模对准标记M1，M2可位于所述管芯之间。
所描绘的设备可以用于下列模式中的至少一种：
在第一模式(所谓的步进模式)中，在所述支撑结构MT和所述衬底台WT保持为基本上静止的同时，将赋予所述辐射束B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沿X和/或Y方向移位，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次静态曝光中成像的所述目标部分C的尺寸。
在第二模式(所谓的扫描模式)中，在对支撑结构MT和衬底台WT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)。所述衬底台WT相对于所述支撑结构MT的速度和方向可以由所述投影系统PS的(缩小)放大率和图像反转特征来确定。在扫描模式中，所述曝光场的最大尺寸限制了单一的动态曝光中所述目标部分的宽度(在非扫描方向上)，而扫描运动的长度确定了所述目标部分(在扫描方向上)的高度。
在第三模式中，将用于保持可编程图案形成装置的所述支撑结构MT保持为基本静止，并且在对所述衬底台WT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的每一次移动之后、或在一次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所述可编程图案形成装置(诸如如上所述类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术中。
可以采用上述使用模式的组合和/或类似类型。此外，也可以采用完全不同的使用模式。
如上所述，本发明的所述光刻设备可以包括对准测量系统，以测量设置在所述衬底上的对准标记的位置。通过测量这些对准标记P1，P2的位置，可以确定所述衬底W相对于所述衬底台WT的位置。
所述衬底W的这种测量位置使得所述光刻设备能够在将已形成图案的辐射束实际投影到所述衬底的所述目标部分上时将所述衬底W相对于所述投影系统PS和/或所述图案形成装置M定位在期望的位置。以这种方式，已形成图案的辐射束在所述衬底W的目标部分C上的连续投影可以相对于彼此对准。重叠性能，即，已形成图案的辐射束在所述衬底的目标部分上的连续投影的对准，是使用所述光刻设备制造的器件的产品品质中的重要因素。
通常需要改善光刻设备的重叠性能以改善产品品质。例如，可以通过测量所述衬底W上的实质上更多的对准标记来改善重叠性能。特别地，所述衬底对准栅格可以包含形变的高频分量，该高频分量可以通过测量较大数目的对准标记而被更好地校正。然而，较大数目的对准标记的测量将导致对准测量时间的增加，并且由此对所述光刻设备的生产性能产生限制作用。
此外，在器件的制造过程中，所述衬底经受多个处理步骤，诸如层沉积、蚀刻和退火。这些处理步骤(其通常导致衬底之间和/或衬底堆叠之间和/或衬底的层之间的变化)对所述光刻过程的重叠性能的影响也是显著的。
本发明基于这样的认知即：对准测量的相当大的一部分可以在单独的对准测量装置中进行。结果，对准测量的数量的增加对所述光刻设备的生产性能的限制较小。
图2示出了根据本发明实施例的光刻系统。所述光刻系统包括光刻设备LA、对准测量设备AMA和衬底输送装置SH。
所述光刻设备LA可以与图1所示和参照图1描述的光刻设备相同或基本相同。所述对准测量设备AMA被设置为单独的装置，其可以用于测量大量对准标记而不会直接地影响所述光刻设备LA的生产性能。
设置所述衬底输送装置SH以在所述对准测量设备AMA和所述光刻设备LA之间转印衬底W。可以设置另外的衬底输送装置(未示出)，以将衬底W装载到所述对准测量设备AMA中，并将衬底W从所述光刻设备LA中取出，以用于衬底W的进一步处理步骤从而制造器件。
所述衬底输送装置SH可以是能够将衬底W从所述对准测量设备AMA转印到所述光刻装置LA的任何装置。例如，所述衬底输送装置SH可以包括与所述衬底的底面接触的夹具、单个或多个机械臂、和/或在所述衬底的上表面处保持所述衬底的伯努利卡盘。在WO 2013/100203中描述了伯努利卡盘，其通过引用并入本文。
当需要时，可以设置多个对准测量设备AMA，其经由一个或更多个衬底输送装置SH耦合到光刻设备LA。这使得所述光刻设备的生产性能更少地依赖于所述对准测量设备AMA的输出。此外，包括一个或更多个对准测量设备AMA以及一个或更多个衬底输送装置SH的设备可以被称为量测设备。
图3更详细地示出了对准测量设备AMA的实施例。所述对准测量设备AMA被布置为对设置在衬底W上的多个对准标记进行测量。例如，所述对准测量设备AMA包括具有单个或多个FIA(场图像对准)传感器的衬底对准系统。此衬底对准系统可以与上述对准测量系统(用于在所述光刻设备中测量设置在衬底上的对准标记的位置)相同或相似。此外，所述对准测量设备AMA不仅可以测量设置在所述衬底上的曝光场之间(或者管芯之间)的对准标记的位置，而且可以测量设置在衬底上的曝光场(或者管芯)中的重叠标记。所述对准测量设备AMA除了测量设置在所述衬底上的所述对准标记和/或所述重叠标记的位置以外，还可以测量所述对准标记和/或所述重叠标记的不对称性。
所述对准测量设备AMA包括第一衬底台(衬底平台)WT1和第二衬底台(衬底平台)WT2。所述第一衬底台WT1和所述第二衬底台WT2均被配置为在所述对准测量设备AMA中处理衬底W期间支撑所述衬底W。注意，由所述第一衬底台WT1和所述第二衬底台WT2支撑的两个衬底W可以各自从第一FOUP、第二FOUP或第三FOUP装载。
设置第一定位系统POS1以将所述第一衬底台WT1定位在期望位置，并且设置第二定位系统POS2以将所述第二衬底台WT2定位在期望位置。所述第一定位系统POS1和所述第二定位系统POS2被支撑在底架BF上。所述第一定位系统POS1和所述第二定位系统POS2包括致动器系统和位置测量系统，以将所述衬底W以六个自由度定位在期望位置。
所述对准测量设备AMA还包括轨道架MF，该轨道架MF通过振动隔离支撑件VIS被支撑在底架BF上。
所述对准测量设备AMA包括用于处理衬底W的第一站ST1和第二站ST2。所述第一衬底台WT1和第二衬底台WT2可在所述第一站ST1和所述第二站ST2之间移动，从而使被支撑在所述第一衬底台WT1和所述第二衬底台WT2之一上的衬底W可以在所述第一站ST1和/或所述第二站ST2中被处理。因而，为了在所述第一站ST1中以及随后在所述第二站ST2中处理衬底W，无需在所述第一衬底台WT1和所述第二衬底台WT2之间转印衬底W。
可以设置衬底输送装置(图3中未示出)以将衬底W布置在所述第一衬底台WT1和/或所述第二衬底台WT2上，和/或从所述第一衬底台WT1和/或所述第二衬底台WT2取下衬底W。
在所述第一站ST1中，设置有第一对准传感器AS1和/或第一水平传感器LS1。所述第二站ST2包括第二对准传感器AS2和/或第二水平传感器LS2。所述第一对准传感器AS1包括例如单个FIA(场图像对准)传感器。替代地，所述第一对准传感器AS1可以包括多个FIA传感器，如美国专利申请公开号US2009/0233234A1中所披露的，其通过引用并入本文。可以用与所述第一对准传感器AS1相同的方式配置所示第二对准传感器AS2。替代地，所述第二对准传感器AS2可以包括与所述第一对准传感器AS1不同类型的对准传感器。设置了处理单元PU以接收所述第一水平传感器LS1、所述第一对准传感器AS1、所述第二水平传感器LS2和/或所述第二对准传感器AS2的传感器信号以处理这些传感器信号。所述处理单元PU还可以被布置成控制所述第一定位系统POS1和所述第二定位系统POS2。
所述第一站ST1和所述第二站ST2的结构(具有两个或更多个可以在两个站ST1、ST2之间移动的衬底台WT)非常适合于提供可用于测量衬底W上的对准标记的位置或在衬底W上执行其他测量的附加装置或系统。实际上，该结构可以作为基础以用于根据需要将所述对准测量设备AMA配置为依赖于所示对准测量设备AMA的用户的需求而包括所述附加装置或系统。在所述对准测量设备AMA包括多种类型的传感器、装置或系统的情况下，所述对准测量设备AMA可以被称为量测设备。此外，在所述对准测量装置AMA包括用于检查衬底的特性的一个或更多个装置的情况下，所述对准测量装置AMA可以被称为检查设备。
所述附加装置或系统例如可以包括在所述第一站和/或所述第二站中的第一水平传感器LS1、第二水平传感器LS2、第一曝光单元EU1、第二曝光单元EU2、激光烧蚀单元LAU和/或重叠传感器OS。所述附加装置或系统还可包括附加对准传感器，诸如第三对准传感器AS3和第四对准传感器AS4。可以将其中一个或更多个曝光单元被包括在所述附加装置或系统中的设备称为光刻设备。此外，其中所述曝光单元不包括在所述附加装置或系统中的设备可以被称为所述量测设备或所述检查设备。换句话说，所述光刻设备和所述量测设备/所述检查设备之间的本质区别在于是否存在所述曝光单元，并且所述光刻设备和所述量测设备/所述检查设备可以包括相同的单个或多个对准测量设备AMA、单个或多个衬底台、以及单个或多个衬底输送装置。
每个所述附加装置或系统可以连接到所述处理单元PU，使得所述处理单元PU可以从所述附加装置或系统接收测量数据和/或所述处理单元PU可以将指令发送到相应装置或系统。
图3示出了这种可配置的对准测量设备AMA的实施例。
所述对准测量设备AMA包括：在所述第一站ST1中的所述第一水平传感器LS1、以及在所述第二站ST2中的所述第二水平传感器LS2。设置水平传感器LS1、LS2以测量所述衬底W的上表面的至少一部分的高度图。这种高度图例如可以用于相对于其他测量装置(诸如例如在所述第二站ST2中的所述第二对准传感器AS2)更优化地定位所述衬底W。此外，除了所述水平传感器之外或代替所述水平传感器，所述对准测量设备AMA可包括膜厚度测量设备和/或光谱反射率测量设备。例如，可以在所述第一站ST1中设置所述膜厚度测量设备，并且可以在所述第二站ST2中设置所述光谱反射率测量设备。此外，可以在所述第一站ST1中仅设置所述第一对准传感器AS1，并且可以在所述第二站ST2中仅设置所述膜厚度测量设备/所述光谱反射率测量设备。当所述对准测量设备AMA包括一个或更多个对准传感器AS和所述膜厚度测量设备/所述光谱反射率测量设备时，所述对准测量设备AMA可以被称为所述量测设备。所述量测设备可以包括一个或更多个对准传感器AS、一个或更多个水平传感器、一个或更多个膜厚度测量设备、和/或一个或更多个光谱反射率测量设备。所述膜厚度测量设备例如可以是如日本专利公开号2010-025575(其通过引用并入本文)中披露的能够以高速测量衬底的整个表面的膜厚度分布的膜厚度测量设备。代替所述光谱反射率测量设备，例如，可以使用在日本专利申请公开号2006-084333(其通过引用并入本文)中所披露的光谱反射率预测设备。此外，如在日本专利申请公开号2005-265655(其通过引用并入本文)中所披露的，该膜厚度测量设备可以包括所述光谱反射率测量设备。
取决于所述衬底W的高度图的期望精度，可以对相应衬底W的所述上表面进行一次或更多次扫描。所述上表面可以被所述第一水平传感器LS1完全扫描以获得所述衬底W的完整高度图。在其他实施例中，所述衬底W的所述上表面仅在所述衬底W的相关部分处被部分地扫描。例如，仅对于其中设置有对准标记的小区域确定高度水平，以便在利用所述第二对准传感器AS2测量相应对准标记的过程中优化所述衬底W相对于所述第二对准传感器AS2的垂直位置和/或倾斜位置。所述对准标记相对于所述第二对准传感器AS2的这种经优化的位置将改善所述第二对准传感器AS2的测量性能。
附加地或替代地，所述对准测量设备AMA可以在所述第一站ST1中包括激光烧蚀单元LAU。此激光烧蚀单元LAU可以用于局部地，特别是在对准标记的部位处，切出设置在所述衬底W上的抗蚀剂层的一部分以用于光刻过程。当必须通过抗蚀剂层执行测量时，某些类型的对准传感器会降低对准测量性能。在器件制造中使用的某些类型的抗蚀剂层也是不透明的。例如，不透明层通常用于3D单元堆叠器件的制造中。这些不透明层阻止所述对准传感器AS1、AS2、AS3、AS4通过所述对准标记顶部上的所述不透明层来测量对准标记的位置。
通过利用所述激光烧蚀单元LAU局部地去除所述抗蚀剂层，所述对准标记可以是对准传感器AS1、AS2、AS3、AS4易于达到的，而无需所述测量光束行进穿过所述衬底W的所述抗蚀剂层。因此，所述激光烧蚀单元LAU提供了改善所述对准标记的位置测量的测量品质或测量先前涂覆有不透明层的对准标记的可能性。
附加地或替代地，在所述第一站ST1和所述第二站ST2中，可以分别设置第一曝光单元EU1和第二曝光单元EU2。所述第一曝光单元EU1和所述第二曝光单元EU2可用于在所述衬底W上投影附加的对准标记。在一些应用中，例如因为对准标记在所述光刻过程步骤期间趋于劣化，或者因为所述对准标记被所述不透明层覆盖，则期望在衬底W上设置新的对准标记；而例如使用所述激光烧蚀单元LAU在所述对准标记的部位处局部切出该层是不希望的。然后可以使用曝光单元EU1，EU2在所述衬底W上印制新的对准标记。
要注意的是，可以同时使用所述第一曝光单元EU1和所述第一对准传感器AS1，使得在所述曝光单元EU将新的对准标记投影到所述衬底W上的同时，可以通过所述第一对准传感器AS1来测量至少一个已有的对准标记，从而可以确定新对准标记相对于已有对准标记的确切部位。类似地，所述第二曝光单元EU2和所述第二对准传感器AS2可以同时在所述第二站ST2中使用。
所述第一曝光单元EU1和/或所述第二曝光单元EU2还可以用于将束投影在抗蚀剂层的特定部分上，以便局部地清除所述抗蚀剂层的此特定部分。特别地，所述第一曝光单元EU1和/或所述第二曝光单元EU2可以用于清除所述抗蚀剂层的设置在所述衬底W的一个或更多个对准标记的顶部上的部分，这与上文描述的所述激光烧蚀单元LAU的使用相对应。
所述第一站ST1还包括第三对准传感器AS3。所述第二站ST2包括第四对准传感器AS4和重叠传感器OS。应当指出，所述第三对准传感器AS3和所述第四对准传感器AS4可以是与所述第一对准传感器AS1和所述第二对准传感器AS2不同类型的对准测量设备。
所述第三对准传感器AS3和所述第四对准传感器AS4的设置相对于可以利用所述对准测量设备AMA执行的对准测量提供了更大的灵活性。例如，根据先前对准测量的结果和/或待测量的特定衬底W的知识，可以确定所述第一站ST1和/或所述第二站ST2中的哪个对准传感器最适合用于衬底W上的对准标记的所述对准测量中。
而且，所述第一对准传感器AS1、所述第二对准传感器AS2、所述第三对准传感器AS3和所述第四对准传感器AS4允许在同一衬底W上测量不同类型的对准标记，这也可以提高所述衬底W的所述对准测量的品质。此外，这些对准传感器不仅可以测量设置在所述衬底上的曝光场之间(或者管芯之间)的所述对准标记的位置，而且可以测量设置在所述衬底上的所述曝光场中(或者管芯中)的重叠标记。
设置了所述重叠传感器OS以测量在所述衬底W上的投影图案之间的重叠。所述重叠传感器OS可以例如用于测量所述光刻系统的所述重叠性能。例如，所述重叠传感器OS可以测量所述衬底上的重叠标记。此外，上述对准传感器和/或所述重叠传感器OS可以测量所述对准标记和/或所述重叠标记的不对称性。为了测量这些标记的不对称性，可以使用例如日本专利申请公开号2006-060214和WO 2014/026819(它们通过引用并入本文)中披露的设备/测量方法、或与其类似的设备/测量方法。
所述对准测量设备AMA提供了关于所述衬底W的对准测量的很大灵活性。这允许用户使所述对准测量适应待处理衬底W的堆叠特性的特定特性，诸如层厚度、材料特性和目标形状。这些堆叠特性通常随半导体器件类型的不同而不同，但是这些堆叠特性也在每个衬底上不同以及在衬底与衬底之间不同。由于光刻设备可以用于不同的器件类型，因此可以将柔性对准测量设备AMA应用于有效地处理所有这些不同的堆叠。
此外，所述对准测量设备AMA设置了第一站ST1和第二站ST2，在所述第一站ST1和所述第二站ST2中可以同时处理两个衬底。在例如将所述第一对准传感器AS1和所述第二对准传感器AS2简单地布置在各相应站中并且以相同的方式操作的情况下，这可以实质上增加(例如翻倍)测量能力。此外，在所述第一站ST1和所述第二站ST2中布置有不同类型的测量设备(或传感器系统)的情况下，例如，在所述第一对准传感器AS1和所述膜厚度测量设备/所述光谱反射率测量设备被布置在相应站中的情况下，不仅可以同时处理两个衬底，而且可以根据所需测量时间的差异来优化所述对准测量设备AMA的操作方法。例如，如果布置在所述第一站ST1中的所述第一对准传感器AS1完成一个衬底的对准测量所需的时间为布置在所述第二站ST2中的所述膜厚度测量设备测量衬底的整个表面的膜厚分布所需的时间的三倍(假设可以忽略所述衬底输送装置更换衬底所需的时间)，则在所述第一站ST1处对一个衬底进行处理的同时在所述第二站ST2处可以对约3个衬底进行处理。
在使用所述对准测量设备的方法的实施例中，可以在所述第一站ST1和所述第二站ST2两者中都执行关于实施衬底W上的所述对准标记的位置的对准测量，由此所述衬底W保持被支撑在所述第一衬底台WT1和所述第二衬底台WT2之一上。
由此，可以将利用第一对准传感器AS1进行的在所述第一站ST1中的对准测量的结果用作利用所述第二对准传感器AS2进行的在所述第二站中的对准测量的输入。
例如，在所述第一站ST1中，可以通过所述第一对准传感器AS1来测量所述衬底上的第一数量的对准标记的位置。在所述第二站ST2中，可以通过所述第二对准传感器AS2来测量所述衬底W上的第二数量的对准标记的位置，由此基于在所述第一站ST中的对准测量的结果来测量第二数量的对准标记，即数量和/或部位。第二数量的对准标记的选择例如可以是相对于利用所述第一对准传感器AS1进行的对准测量所确定的测量品质的结果。
如果基于所述第一对准传感器AS1的测量结果，所述衬底W的某些区域很可能需要进一步或相对更多的对准测量以提高所述衬底W上的对准标记的测量品质，则可以特别地在这些区域中选择或集中第二数量的对准标记，以获得这些区域中对准标记的大量位置测量。
在一个实施例中，利用所述第一对准传感器AS1测量的对准标记的数量(第一数量)实质上小于利用所述第二对准传感器AS2测量的对准标记的数量(第二数量)。利用所述第一对准传感器AS1执行的测量将通常用于优化利用所述第二对准传感器AS2执行的测量。
利用所述第二对准传感器AS2测量的对准标记的数量(第二数量)可以是：所述第二对准传感器对于每一个衬底测量200个或更多个对准标记，并且优选地可以是对于每个衬底测量300个或更多个对准标记。对准标记的这种相对大量的测量可以实质上改善所述对准标记的测量品质，并且由此对所述光刻设备LA的重叠性能具有重大的积极影响。
要注意的是，第一数量的对准标记和第二数量的对准标记可以部分地或完全地交叠。即，利用所述第一对准传感器AS1测量的对准标记和利用所述第二对准传感器AS2测量的对准标记可以部分地或完全地交叠。
以上，已经描述了如图3所示的所述对准测量设备AMA的实施例。对于本领域技术人员将清楚的是，许多其他配置也是可能的。例如，可以在所述第一站ST1中省略所述激光烧蚀单元LAU、所述第一曝光单元EU1和/或所述第三对准传感器AS3，可以在所述第二站ST中省略所述第二曝光单元EU2、所述第四对准传感器AS4和/或所述重叠传感器OS。对应地，可以在第一站ST1中添加重叠传感器OS和/或可以在第二站ST2中添加激光烧蚀单元LAU。而且，在所述第一对准传感器AS1、所述第二对准传感器AS2、所述第三对准传感器AS3和/或所述第四对准传感器AS4不仅测量衬底上的对准标记的位置而且还测量所述衬底上的重叠标记的情况下，所述重叠传感器OS可以被省略。
图4示出了根据本发明一方面的光刻设备的第一实施例。特别地，图4示出了根据本发明实施例的应用于光刻设备中的衬底台配置(衬底平台输送装置系统)的顶视图。根据本发明的实施例的衬底平台输送装置系统可以应用于量测设备或检查设备。
所述衬底台配置(衬底平台输送装置系统)包括第一衬底台WT1、第二衬底台WT2和第三衬底台WT3，每个衬底台被构造成支撑衬底W。所述第一衬底台WT1、所述第二衬底台WT2和所述第三衬底台WT3由衬底台定位系统可移动地支撑。所述衬底台定位系统包括第一定位模块PM1，该第一定位模块PM1可在移动平面区域PAM中移动。对应地，所述第二衬底台WT2由可在所述移动平面区域PAM内移动的第二定位模块PM2支撑，并且所述第三衬底台WT3由也可在所述移动平面区域PAM内移动的第三定位模块PM3支撑。
所述移动平面区域PAM可以例如由用多个永磁体阵列形成的平面表面限定。所述第一定位模块PM1、所述第二定位模块PM2和所述第三定位模块PM3中的每个可包括一个或更多个致动线圈，当由控制器激励时，该致动线圈能够使相应的定位模块PM1、PM2、PM3相对于多个永磁体阵列移动到所述移动平面区域PAM内的所需位置。所述第一定位模块PM1、所述第二定位模块PM2和所述第三定位模块PM3中的每个可以包括精细定位装置，以分别将所述第一衬底台WT1、所述第二衬底台WT2和所述第三衬底台WT3高精度地定位在期望的位置。
可以设置位置测量系统以优选地以六个自由度高精度地测量所述第一衬底台WT1，所述第二衬底台WT2和所述第三衬底台WT3的位置。在一个实施例中，所述位置测量系统包括布置在所述移动平面区域PAM的至少一部分上方的一个或更多个栅格板、和安装在所述第一衬底台WT1，所述第二衬底台WT2和所述第三衬底台中每个上的编码器型传感器，以确定相应衬底台WT1、WT2、WT3相对于一个或更多个栅格板的位置。可替代地，可以在每个衬底台WT1、WT2、WT3的上表面、侧表面和/或下表面上设置一个或更多个栅格板。在此情况下，多个编码器型传感器可以布置在轨道架MF、底架BF、和/或围绕每个衬底台的操作区域的任意位置上。附加地或替代地，所述位置测量系统可以包括干涉仪系统。在这种情况下，可以在每个衬底台的上表面、侧表面和/或下表面上设置单个或多个反射镜。
所述第一衬底台WT1需要被连接至所述光刻设备的固定部分，以向所述第一衬底台WT1供应一些所需的物品或信号。例如，可以设置电连接以提供能量，例如以激励所述致动线圈；可以设置真空导管，以促成真空夹持；可以设置一个或更多个冷却流体导管，以提供冷却流体；和/或可以设置控制连接，以提供控制信号到所述第一衬底台WT1。另外，可能需要将物品或信号(诸如用于冷却所述第一衬底台WT1的冷却液或传感器信号)从所述第一衬底台WT1转移到所述光刻设备的所述固定部分。
在上述实施例中，在第一线缆连接件CC1中设置介于所述第一衬底台WT1与所述光刻设备的所述固定部分、或其至少一部分之间的这些连接。所述第一线缆CC1设置在所述第一衬底台WT1与第一线缆连接件支撑件CCS1之间。所述第一线缆连接件CC1中的不同连接被设置为一排连接，其在x方向上是相对刚性的并且在其他方向上(特别是在y方向上)是相对柔性的。这种线缆连接件也表示为线缆牵引或拖带(schlepp)。应当注意，术语“线缆连接件”在本文中用于在相应的衬底台与所述光刻设备的其他部分之间的任何机械连接，以在相应衬底台与所述光刻设备的其他部分之间传输诸如流体、电能、空气和/或信号之类的物品。
由于所述第一线缆连接件CC1在x方向上是相对刚性的，因此所述第一线缆连接件支撑件CCS1在所述移动平面区域PAM的第一侧处被可移动地支撑在沿x方向延伸的第一线性引导件LG1上。所述第一线缆连接件支撑件CCS1相对于所述第一线性引导件LG1移动，以跟随所述第一衬底台WT1在x方向上的运动，从而所述第一线缆连接件CC1对所述第一衬底台WT1的定位不具有较大的负面影响。可以设置从所述第一线缆连接件支撑件CCS1到光刻设备的其他部分(例如到能量源、真空源、冷却液源和/或控制器)的附加连接。
所述第一线缆连接件支撑件CCS1可以用任何合适的方式在所述第一线性引导件LG1上被引导。例如，在所述第一线缆连接件支撑件CCS1和所述第一线性引导件LG1之间可以具有机械、流体或气体轴承。例如，可以使用空气轴承。优选地，所述第一线性引导件LG1被形成为线性磁性支撑引导件。
所述第二衬底台WT2利用第二线缆连接件CC2而被连接到第二线缆连接件支撑件CCS2。所述第二线缆连接件支撑件CCS2在第二线性引导件LG2上被可移动地引导。所述第二线性引导件LG2被布置在所述移动平面区域PAM的第二侧处，该第二侧与所述第一直线引导件LG1沿着所述移动平面区域PAM延伸的第一侧相反。所述第一线性引导件LG1和所述第二线性引导件LG2两者都沿相同的方向延伸，例如在图4的实施例中，为x方向。
所述第三衬底台WT3利用第三线缆连接件CC3而被连接到第三线缆连接件支撑件CCS3。所述第三线缆连接件支撑件CCS3由第一线性引导件LG1可移动地引导。由于所述第一线缆连接件支撑件CCS1和所述第三线缆连接件支撑件CCS3两者均在所述第一线性引导件LG1上被引导，因此所述第一衬底台WT1和所述第三衬底台WT3不能在x方向上互换位置。相反，利用所述第二线缆连接件CC2与由所述第二线性引导件LG2引导的第二线缆连接件支撑件CCS2相连接的所述第二衬底台WT2可以在x方向上与所述第一衬底台WT1和所述第三衬底台WT3交换位置。这意味着所述第二衬底台WT2可以如图4所示位于所述第三衬底台WT3的右侧处，但是也可以位于所述第一衬底台WT1与所述第三衬底台WT3之间，以及在所述第一衬底台WT1的左侧处。
为了能够将衬底W装载到所述第一衬底台WT1和所述第三衬底台WT3两者上，在实施移动平面区域PAM的第三侧处布置第一衬底输送装置SH1以在所述第一衬底台WT1上装载和/或卸载衬底W，并且在所述移动平面区域PAM的与所述第三侧相反的第四侧处布置第二衬底输送装置SH2，以在所述第三衬底台WT3上装载和/或卸载衬底W。所述第一衬底输送装置SH1和所述第二衬底输送装置SH2两者都可以用于在所述第二衬底台WT2上装载和/或卸载衬底。
第一装载站LST1被布置为邻近于所述第一衬底输送装置SH1，第二装载站LST2被布置为邻近于所述第二衬底输送装置SH2。当所述第一衬底输送装置SH1从所述第一衬底台WT1或第二衬底台WT2装载或卸载衬底W时，所述第一衬底台WT1和所述第二衬底台WT2可以布置在所述第一装载站LST1中。对应地，当所述第二衬底输送装置SH2在所述第二衬底台WT2或所述第三衬底台WT3上装载或卸载衬底W时，所述第二衬底台WT2和所述第三衬底台WT3可以被布置在所述第二装载站LST2中。
要注意的是，代替所述第一衬底输送装置SH1和所述第二衬底输送装置SH2，可以在所述移动平面区域PAM的一侧处设置单个长臂衬底输送装置，该单个长臂衬底输送装置可以从此一侧在所述第一衬底台WT1、所述第二衬底台WT2和所述第三衬底台WT3中的每个上装载和/或卸载衬底W。
所述衬底台定位系统被配置成使得所述第一衬底台WT1、所述第二衬底台WT2和所述第三衬底台WT3至少能够在对准和水平测量站ALST与曝光站EST之间移动。
图5更详细地示出了对准和水平测量站ALST和曝光站EST。在对准和水平测量站ALST中，设置对准传感器AS以测量所述衬底上的一定数量的对准标记的位置，以及设置水平传感器LS以测量所述衬底W的上表面的高度图。在所述曝光站EST中，设置曝光单元，以将图案从图案形成装置MA转印到所述衬底W。所述曝光单元如参照图1所述包括光源SO、照射系统IL、支撑图案形成装置的图案形成装置支撑件MT、和将已形成图案的辐射束投影到衬底W上的投影系统PS。
应当指出，所述对准和水平测量站ALST可以包括多个对准传感器和/或水平传感器，例如可以根据所述光刻设备的用户的需要使用的不同类型的对准传感器。
所述对准和水平测量站ALST和所述曝光站EST相对于彼此对准，即，在x方向上定位成彼此相邻。所述对准和水平测量站ALST和所述曝光站EST的对准方向与所述第一线性引导件LG1和所述第二线性引导件LG2的连接线缆引导方向相同。
如图4所示的衬底台配置的优点在于，附加的衬底台WT3使得可以确保更长的时间来用于将衬底W装载和/或卸载在衬底台WT1、WT2、WT3上和/或确保更长的时间用于在所述对准和水平测量站ALST中进行对准和/或水平测量。
通过使得用于装载和卸载衬底W的时间变得更长，可以减少因晶片的快速装载而引起的栅格变形和所述衬底台WT1、WT2、WT3的磨损。
通过使得对准测量时间变得更长，可以增加在所述对准和水平测量站ALST中可以被测量的对准标记的数量。结果，可以进一步提高所述衬底W上的被测量的对准标记的(场间和场内)栅格密度。结果，在所述曝光站EST中的实际光刻曝光过程中的重叠精度可以被提高。
图6示出了根据本发明实施例的能够被应用于光刻设备和量测设备的衬底平台输送装置系统的替代实施例。在图6的实施例中，除了图4的实施例之外，所述光刻设备还包括第二对准和水平测量站ALST2。在所述第二对准和水平测量站ALST2中，设置对准传感器AS以测量所述衬底上的一定数量的对准标记的位置，以及设置水平传感器LS以测量所述衬底的上表面的高度图。所述对准和水平测量站ALST和所述第二对准和水平测量站ALST2中的对准传感器AS和水平传感器LS可以实质上相同。所述对准和水平测量站ALST、所述曝光站EST和所述第二对准和水平测量站ALST2在x方向上对准，即，在x方向上彼此相邻布置。在将此衬底平台输送装置系统应用于量测设备的情况下，可以布置第三对准和水平测量站ALST3代替所述曝光站EST。
所述对准和水平测量站ALST和所述第二对准和水平测量站ALST2允许同时测量两个衬底W的上表面的水平测量和/或对准标记。例如，如图6所示，支撑于所述第一衬底台WT1上的衬底W被布置在所述对准和水平测量站ALST中，并且，支撑于所述第三衬底台WT3上的衬底W被布置在所述第二对准和水平测量站ALST2中。同时，在所述曝光台EST中处理支撑于所述第二衬底台WT2上的衬底W。通常，所述第一衬底台WT1将与所述对准和水平测量站ALST结合使用，并且所述第三衬底台WT3将与所述第二对准和水平测量站ALST2结合使用。所述第二衬底台WT2既可以与所述对准和水平测量站ALST结合使用，也可以与所述第二对准和水平测量站ALST2结合使用。
如图6所示的衬底台配置的优点在于，通过使用所述第二对准和水平测量站ALST2，则用于在衬底台WT1、WT2、WT3上装载和/或卸载衬底W的时间和/或用于在所述对准和水平测量站ALST中对准和水平测量的时间可以进一步延长。
图7示出了根据本发明实施例的能够被应用于光刻设备和量测设备的衬底平台输送装置系统的另一替代实施例。在图7的实施例中，除了图6的实施例之外，光刻设备还包括附加的对准测量站AAST，所述附加的对准测量站AAST包括对准传感器系统，以测量由所述第一衬底台WT1、所述第二衬底台WT2和所述第三衬底台WT3之一支撑的衬底W上的一定数量的对准标记的位置。在附加的对准测量站AAST中设置和使用的对准传感器的类型可以与所述对准和水平测量站ALST和所述第二对准和水平测量站ALST2的对准传感器AS不同。在替代实施例中，附加的对准测量站AAST中的对准传感器的类型可以与所述对准和水平测量站ALST和所述第二对准和水平测量站ALST2的对准传感器AS相同。同样，可以在附加的对准测量站AAST中设置相同和不同对准传感器的组合。
所述对准和水平测量站ALST、所述第二对准和水平测量站ALST2、以及所述附加的对准测量站AAST可以如上文关于所述对准测量设备AMA所描述的那样使用，如图3所示。所述对准和水平测量站ALST和所述第二对准和水平测量站ALST2可以被配置为所述对准测量设备AMA的第一站，而所述附加的对准测量站AAST可以被配置为所述对准测量设备AMA的第二站，不同之处在于，所述对准和水平测量站ALST、所述第二对准和水平测量站ALST2和所述附加的对准测量站AAST被布置在所述光刻设备中而不是在单独的对准测量设备AMA中。也可以应用所述对准和水平测量站ALST、所述第二对准和水平测量站ALST2以及所述附加的对准测量站AAST的任何其他配置。
图8示出了根据本发明一个方面的能够被应用于光刻设备和量测设备的衬底平台输送装置系统的另一替代实施例。在图8的实施例中，第四衬底台WT4被构造成对衬底W进行支撑。所述第四衬底台WT4被支撑在第四定位模块PM4上，该第四定位模块PM4可在所述移动平面区域PAM中移动。
在所述第四衬底台WT4与第四线缆连接件支撑件CCS4之间设置有第四线缆连接件CC4。所述第四线缆连接件支撑件CCS4被支撑在所述第二线性引导件LG2上。设置所述第一衬底输送装置SH1以在所述第一衬底台WT1和所述第二衬底台WT2上装载和卸载衬底W。设置所述第二衬底输送装置SH2以在所述第三衬底台WT3和所述第四衬底台WT4上装载和卸载衬底W。由于所述第二线缆连接件支撑件CCS2和所述第四线缆连接件支撑件CCS4两者均由所述第二线性引导件LG2引导，因此清楚的是，所述第二衬底台WT2和所述第四衬底台WT4不能在x方向上互换位置。然而，所述第二衬底台WT2和所述第四衬底台WT4可以相对于所述第一衬底台WT1和所述第三衬底台WT3布置在x方向上的任何位置。
在所述衬底台WT1、WT2、WT3、WT4的所述移动平面区域PAM中，布置有对准和水平测量站ALST、附加的对准测量站AAST、和曝光站EST。所述对准和水平测量站ALST、所述附加的对准测量站AAST、和所述曝光站EST在x方向上对准，特别是与所述第一线性引导件LG1和所述第二线性引导件LG2的线缆连接件引导方向平行。所述对准和水平测量站ALST可以被配置为所述对准测量设备AMA的第一站，而所述附加的对准测量站AAST可以被配置为所述对准测量设备AMA的第二站。也可以应用所述对准和水平测量站ALST和所述附加的对准测量站AAST的任何其他配置。在将此衬底平台输送装置系统应用于量测设备的情况下，可以布置第三对准和水平测量站ALST3代替所述曝光站EST。
由于设置了四个衬底台WT1、WT2、WT3、WT4，则衬底W的装载/卸载时间以及用于执行对准和水平测量的时间被进一步延长。
同样，在图4至8的所有实施例中，在水平测量、对准测量、以及已形成图案的辐射束在所述衬底W上的曝光期间，所述衬底W保持在相同的衬底台WT1、WT2、WT3、WT4上。
值得注意的是，在单个线性引导件上被引导的两个线缆连接件支撑件之间，可以设置另一个线缆连接件支撑件以将线缆连接件支撑至另一个定位模块。所述另一个定位模块可以不被配置成支撑衬底台，因为它不能被布置成紧邻于衬底输送装置SH1、SH2，但是其例如可以被配置成执行量测和/或校准过程。
然而，在一个实施例中，所述另一个定位模块还可包括被构造成支撑衬底W的衬底台。在那种情况下，应设置能够在所述另一个定位模块的衬底台上装载和卸载衬底的至少一个衬底输送装置。这样的衬底装载器可以例如是长臂衬底输送装置，其可以在距衬底输送装置的底部相对较长的距离处装载衬底，例如，越过所述第一衬底台到达所述另一个定位模块的衬底台。
在上文中，参考图4至8，描述了三个或更多个衬底台与包括曝光站和/或对准和水平测量站的多个过程站的不同组合。可以设置附加的站，诸如对准和水平测量站，以增加可用于在相应的衬底台上装载/卸载衬底以及用于执行对准和水平测量的时间。即，通过将上述衬底平台输送装置系统应用于光刻设备，可以改善所述光刻过程的重叠性能。将会显而易见的是，还可以提供其他衬底台配置。
在将上述衬底平台输送装置系统应用于光刻设备的情况下的图4-8的实施例的重要优点在于，在对准和水平测量以及接下来的已形成图案的辐射束曝光期间，衬底W保持被支撑在相应的衬底台WT1、WT2、WT3、WT4上。此外，在将上述衬底平台输送装置系统应用于量测设备(或检查设备)的情况下的优点在于，测量装置/检查装置的数量(或类型)、衬底台的数量、以及衬底输送装置的数量不必相同，并且通过优化这些数量的组合，可以有效地测量(检查)衬底的多种类型的性能。在量测设备包括不同类型的测量装置(检查装置、传感器系统)，例如对准传感器和水平传感器(或膜厚度测量设备/光谱反射率测量设备)的情况下，通过考虑到每个测量装置完成对于一个衬底的测量所需的时间的差异，还可以优化测量装置/检查装置的数量、衬底台的数量、衬底输送装置的数量、以及量测设备的操作方法。换句话说，通过设置一种能够测量(检查)衬底的多种类型的性质的单个统一的量测(检查)设备，并且优化这种量测设备的测量装置/检查装置的数量、衬底台的数量、衬底输送装置的数量、以及量测设备的方法，则与使用多个量测设备/检查设备的情况相比，可以改善所述量测设备/所述检查设备的生产率性能和/或经济性。
尽管在本文中可以具体参考光刻设备在IC制造中的使用，但是应该理解，本文描述的光刻设备可以具有其他应用，诸如集成光学系统的制造、用于磁畴存储器的引导和探测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等。本领域技术人员将理解，在这种可替代应用的情境中，术语“晶片”或“管芯”在本文的任何使用可以分别被认为与更广义的术语“衬底”或“目标部分”同义。本文中所提到的衬底可以在曝光之前或之后在例如涂覆显影系统或轨道(通常将抗蚀剂层施加到衬底并使已曝光的抗蚀剂显影的工具)、量测工具和/或检查工具中进行处理。在适用的情况下，本文的公开内容可以被应用于这种和其他衬底处理工具。此外，所述衬底可以被处理一次以上，例如以便产生多层IC，使得本文所使用的术语衬底也可以指已经包含多个处理过的层的衬底。
尽管上文已经具体提及本发明的实施例在光学光刻术的情境中的使用，但应该理解的是，本发明可以用于其它应用，例如压印光刻术，并且在上下文允许的情况下不限于光学光刻术。在压印光刻术中，图案形成装置中的形貌限定了在衬底上产生的图案。所述图案形成装置的形貌可以被压制到提供给衬底的抗蚀剂层中，通过施加电磁辐射、热、压力或它们的组合而使抗蚀剂固化。将所述图案形成装置从抗蚀剂中移出，从而在抗蚀剂固化后在其中留下图案。
虽然上面已经描述了本发明的特定实施例，但是应该理解，本发明可以用不同于所描述的方式实施。例如，本发明可以采取计算机程序的形式，该计算机程序包含描述上文所披露方法的一个或更多个机器可读指令序列，或者其中存储有这种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)。
以上描述旨在是说明性的而非限制性的。因此，对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离下面阐述的权利要求的范围的情况下，可以对所描述的本发明进行修改。

Claims (15)

1.一种量测设备，所述量测设备包括：
第一测量设备；
第二测量设备；
第一衬底平台，所述第一衬底平台被配置为保持第一衬底和/或第二衬底；
第二衬底平台，所述第二衬底平台被配置为保持所述第一衬底和/或所述第二衬底；
第一衬底输送装置，所述第一衬底输送装置被配置为输送所述第一衬底和/或所述第二衬底；和
第二衬底输送装置，所述第二衬底输送装置被配置为输送所述第一衬底和/或所述第二衬底，
其中，从第一前开式晶片盒、第二前开式晶片盒或第三前开式晶片盒装载所述第一衬底，
其中，从所述第一前开式晶片盒、所述第二前开式晶片盒或所述第三前开式晶片盒装载所述第二衬底，
其中，所述第一测量设备是包括第一对准传感器系统的对准测量设备，所述第一对准传感器系统用于测量第一数量的对准标记在由所述第一衬底台和/或所述第二衬底台支撑的衬底上的位置，以及
其中所述第二测量设备是水平传感器、膜厚度测量设备或光谱反射率测量设备。
2.根据权利要求1所述的量测设备，包括衬底平台定位系统，以在移动平面区域中移动所述第一衬底平台和所述第二衬底台平中的每一个，
其中，在所述第一衬底平台与第一线缆连接件支撑件之间设置第一线缆连接件，并且在所述第二衬底平台与第二线缆连接件支撑件之间设置第二线缆连接件，
其中，在所述移动平面区域的第一侧处设置第一线性引导件以引导所述第一线缆连接件支撑件，并且其中，在所述移动平面区域的与所述第一侧相反的第二侧处设置第二线性引导件以引导所述第二线缆连接件支撑件。
3.根据权利要求2所述的量测设备，其中，所述第一线性引导件和所述第二线性引导件在相同的连接线缆引导方向上延伸。
4.根据权利要求2或3所述的量测设备，其中，所述第一线性引导件和所述第二线性引导件是线性磁性支撑引导件。
5.根据权利要求2至4中的任一项所述的量测设备，其中，所述第一衬底平台和所述第二衬底平台中的每个由定位模块支撑，所述定位模块在限定所述移动平面区域的平面定位表面上可移动。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的量测设备，其中，所述第一衬底输送装置被设置于所述移动平面区域的第三侧处以在所述第一衬底平台上装载和/或卸载衬底，以及
其中，所述第二衬底输送装置被设置于所述移动平面区域的与所述第三侧相反的第四侧处以在所述第二衬底平台上装载和/或卸载衬底。
7.根据权利要求6所述的量测设备，包括：
与所述第一衬底输送装置相邻的第一装载站；和
与所述第二衬底输送装置相邻的第二装载站。
8.根据权利要求2至5中任一项所述的量测设备，其中，在所述移动平面区域的第三侧处设置长臂衬底输送装置以在所述第一衬底平台和所述第二衬底平台上装载和/或卸载衬底。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的量测设备，包括位置测量系统，以确定所述第一衬底平台和所述第二衬底平台的位置。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的量测设备，包括：
第一站；和
第二站
其中所述第一衬底平台和/或所述第二衬底平台被布置成移动到所述第一站和所述第二站。
11.根据权利要求10所述的量测设备，其中，所述第一站和/或所述第二站包括重叠传感器，以测量所述衬底上的投影图案之间的重叠。
12.根据权利要求10或11所述的量测设备，其中，在与布置有所述第一站的一侧相反的一侧处，第三站被布置成与所述第二站相邻。
13.根据权利要求12所述的量测设备，其中，所述第一站、所述第二站和/或所述第三站的结构被设计为选择性地添加对准测量设备、水平传感器、膜厚度测量设备、光谱反射率测量设备、激光烧蚀单元和/或重叠传感器。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的量测设备，其中，所述第二站包括第二对准传感器系统，以测量第二数量的对准标记在由所述第一衬底台和/或所述第二衬底台支撑的衬底上的位置。
15.根据权利要求14所述的量测设备，其中，所述第一数量的对准标记实质上少于所述第二数量的对准标记。
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