CN115023654A - 工作台系统、工作台系统操作方法、检查工具、光刻设备、校准方法和装置制造方法 - Google Patents

工作台系统、工作台系统操作方法、检查工具、光刻设备、校准方法和装置制造方法 Download PDF

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Abstract

相对于参考物(RE)可移动的工作台(ST)包括：轴承(BE)，用于支撑和引导所述工作台相对于二维平面中的所述参考物的移动；以及致动器系统(ACT)，用于相对于所述参考物向所述工作台施加力，以相对于所述二维平面中的所述参考物移动或定位所述工作台，其中所述致动器系统包括至少一个致动器装置(CL)，所述至少一个致动器装置(CL)被配置为具有：接合模式，其中所述致动器装置与所述工作台接合以允许所述工作台与所述致动器装置一起移动；以及分离模式，其中所述致动器装置与所述工作台分离，允许所述工作台和所述致动器装置独立移动。

Description

工作台系统、工作台系统操作方法、检查工具、光刻设备、校准 方法和装置制造方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年2月7日提交的EP申请20156073.7的优先权，其通过引用全部并入本文。
技术领域
本发明涉及一种工作台系统、用于这种工作台系统的操作方法、检查工具、包括这种工作台系统的光刻设备、校准方法以及使用这种工作台系统的装置制造方法。
背景技术
光刻设备是被构造为将期望的图案施加到衬底上的机器。光刻设备可以被用于例如集成电路(IC)的制造中。例如，光刻设备可以将图案形成装置(例如掩模)的图案(通常也称为“设计布局”或“设计”)投影到设置在衬底(例如晶片)上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。
随着半导体制造过程的不断发展，遵循一般称为‘摩尔定律’的趋势，电路元件的尺寸被不断减小，但几十年来每个装置的功能元件(诸如晶体管)的数量却稳定增加。为了跟上摩尔定律，半导体行业正在寻求能够创建越来越小的特征的技术。为了将图案投影到衬底上，光刻设备可以使用电磁辐射。该辐射的波长确定了在衬底上图案化的特征的最小尺寸。当前使用的典型波长是365nm(i线)、248nm、193nm和13.5nm。与使用例如波长为193nm的辐射的光刻设备相比，使用波长在4nm至20nm范围内(例如6.7nm或13.5nm)的极紫外(EUV)辐射的光刻设备可以被用于在衬底上形成更小的特征。
低k1光刻可以被用于处理尺寸小于光刻设备的经典分辨率极限的特征。在这种过程中，分辨率公式可以被表达为CD＝k1×λ/NA，其中λ是所采用的辐射波长，NA是光刻设备中的投影光学器件的数值孔径，CD是“临界尺寸”(通常印刷的最小特征尺寸，但在这种情况下是半节距)，并且k1是经验分辨率因子。通常，k1越小，就越难在衬底上再现与电路设计者计划的形状和尺寸类似的图案，以实现特定电气功能性和性能。为了克服这些困难，复杂的微调步骤可以被应用于光刻投影设备和/或设计布局。例如，这些包括但不限于NA的优化、定制照射方案、相移图案形成装置的使用、设计布局中的诸如光学邻近校正(OPC，有时也称为“光学和过程校正”)等设计布局的各种优化或者通常定义为“分辨率增强技术”(RET)的其他方法。备选地，用于控制光刻设备的稳定性的紧密控制环可以被用于改进低k1下的图案的再现。
因此，在光刻过程中，期望对所创建的结构进行频繁测量，例如以进行过程控制和验证。进行这种测量的工具通常被称为量测工具或检查工具。用于进行这种测量的不同类型的量测工具是已知的，包括扫描电子显微镜或各种形式的散射仪量测工具。散射仪是多功能仪器，它允许通过将传感器置于散射仪物镜的光瞳或与光瞳的共轭平面中(这些测量通常称为基于光瞳的测量)或者通过将传感器置于图像平面或与图像平面共轭的平面中(在这种情况下，这些测量通常被称为基于图像或场的测量)来允许测量光刻过程的参数。这种散射仪和关联的测量技术在专利申请US2010/0328655、US2011/102753A1、US2012/0044470A、US2011/0249244、US2011/0026032或EP1,628,164A中进一步描述，其通过引用全部并入本文。上述散射仪可以使用来自软x射线并且对于近IR波长范围可见的光来测量光栅。
在第一实施例中，散射仪是角分辨散射仪。在这种散射仪中，重构方法可以被应用于所测量的信号以重构或计算光栅的特性。例如，这种重构可以通过模拟散射辐射与目标结构的数学模型的相互作用并且将模拟结果与测量结果进行比较来进行。数学模型的参数被调整，直到模拟的相互作用产生类似于从实际目标观察到的衍射图案为止。
在第二实施例中，散射仪是光谱散射仪。在这种光谱散射仪中，由辐射源发射的辐射被导向到目标上，并且来自目标的反射或散射辐射被导向到光谱仪检测器，该光谱仪检测器测量镜面反射辐射的光谱(即，根据波长测量强度)。通过该数据，例如通过严格耦合波分析和非线性回归或通过与模拟的光谱库进行比较，产生检测到的光谱的目标的结构或轮廓可以被重构。
在第三实施例中，散射仪是椭偏散射仪。椭偏散射仪允许通过测量针对每个偏振态的散射辐射来确定光刻过程的参数。这种量测设备通过在量测设备的照射区段中使用例如适当的偏振滤光器来发射偏振光(诸如线性的、圆形的或椭圆形的)。适合于量测设备的源也可以提供偏振辐射。现有椭偏散射仪的各种实施例在美国专利申请11/451,599、11/708,678、12/256,780、12/486,449、12/920,968、12/922,587、13/000,229、13/033,135、13/533,110和13/891,410中描述，其通过引用全部并入本文。
在散射仪的一个实施例中，散射仪适用于通过测量反射光谱和/或检测配置中的不对称性来测量两个未对准的光栅或周期性结构的重叠，该不对称性与该重叠的程度相关。两个(通常是重叠的)光栅结构可以被应用在两个不同的层(不一定是连续的层)中，并且可以被形成在晶片上基本相同的位置处。散射仪可以具有例如在共同拥有的专利申请EP1,628,164A中描述的对称检测配置，使得任何不对称性都是明显可区分的。这提供了一种测量光栅中的未对准的直接方式。用于在目标通过周期性结构的不对称性测量时测量包含周期性结构的两个层之间的重叠误差的其他示例可以在PCT专利申请公开号WO 2011/012624或美国专利申请US 2016/0161863中找到，其通过引用全部并入本文。
其他感兴趣的参数可以是聚焦和剂量。聚焦和剂量可以通过散射测量(或备选地通过扫描电子显微镜)同时确定，如美国专利申请US2011/0249244中描述的，其通过引用全部并入本文。单个结构可以被使用，该结构针对聚焦能量矩阵(FEM，也称为聚焦曝光矩阵)中的每个点具有临界尺寸和侧壁角度测量值的唯一组合。如果临界尺寸和侧壁角度的这些唯一组合可用，则聚焦和剂量值可以从这些测量值中唯一地确定。
量测目标可以是复合光栅的整体，它通过光刻过程形成，主要在抗蚀剂中形成，但是也可以在例如蚀刻过程之后形成。典型地，光栅中的结构的节距和线宽很大程度上取决于测量光学器件(尤其是光学器件的NA)，以便能够捕获来自量测目标的衍射级。如早前指示的，衍射信号可以被用于确定两个层之间的移位(也称为‘重叠’)，或可以被用于重构由光刻过程产生的至少部分原始光栅。该重构可以被用于提供光刻过程的质量的引导，并且可以被用于控制光刻过程的至少一部分。目标可以具有更小的子细分，该子细分被配置为模仿目标中的设计布局的功能部分的尺寸。由于该子细分，目标的行为将与设计布局的功能部分更加类似，使得总体过程参数测量更好地类似于设计布局的功能部分。目标可以在填充不足模式或过度填充模式下测量。在填充不足模式下，测量光束生成比总体目标小的光斑。在过度填充模式下，测量光束生成比总体目标大的光斑。在这种过度填充模式下，也可能可以同时测量不同的目标，从而同时确定不同的处理参数。
使用具体目标的光刻参数的总体测量质量至少部分地由用于测量该光刻参数的测量方案确定。术语“衬底测量方案”可以包括测量本身的一个或多个参数、被测量的一个或多个图案的一个或多个参数或两者。例如，如果在衬底测量方案中使用的测量是基于衍射的光学测量，则测量的一个或多个参数可以包括辐射的波长、辐射的偏振、相对于衬底的辐射入射角、相对于衬底上的图案的辐射定向等。选择测量方案的标准中的一个标准可以是例如测量参数中的一个测量参数对处理变化的敏感性。更多示例在美国专利申请US2016/0161863和发布的美国专利申请US 2016/0370717A1中描述，其通过引用全部并入本文。
众所周知，光刻设备和/或量测工具采用工作台系统，该工作台系统可以包括长冲程模块和短冲程模块。短冲程模块通常被布置为在小移动范围内以高准确性相对于长冲程模块移动掩模支撑件或衬底台。长冲程模块通常被布置为在大移动范围内以相对较低的准确性相对于参考物移动短冲程模块。
长冲程模块和短冲程模块的组合的优点是这种工作台系统能够在大移动范围内以高准确性相对于参考物移动掩模支撑件或衬底台。
然而，长冲程模块和短冲程模块的组合的缺点是工作台本身必须在移动世界上承载更多组件：移动短冲程模块的电机、冷却水供应和电力供应。因此，长冲程模块和短冲程模块的组合需要大量体积并且价格昂贵，尤其是在加速需求增加的情况下。
发明内容
考虑到以上内容，本发明的目的是提供一种改进的工作台系统，特别是具有更简单架构的工作台系统。
根据本发明的实施例，提供了一种工作台系统，包括：
-工作台，相对于参考物能够移动；
-轴承，用于支撑和引导工作台在二维平面中相对于参考物的移动；以及
-致动器系统，用于相对于参考物向工作台施加力，以在二维平面中相对于参考物移动或定位工作台，
其中致动器系统包括至少一个致动器装置，该至少一个致动器装置被配置为具有：接合模式，其中致动器装置与工作台接合以允许工作台与致动器装置一起移动；以及分离模式，其中致动器装置与工作台分离，允许工作台和致动器装置独立移动。
根据本发明的工作台系统的优点是致动器系统的致动器装置未被彼此堆叠，即，被堆叠在彼此之上，其中只有一个致动器装置被配置为在工作台上操作，而另一致动器装置被配置为在一个致动器装置上操作并且因此间接地在工作台上操作。本布置允许两个致动器装置同时或依次在工作台上操作。使用接合模式和分离模式允许致动器装置选择性地在工作台上操作。由于这些特征，工作台系统具有更简单的架构，从而降低了成本，而由于工作台系统现在可能具有更低的移动质量，因此类似的性能可以是可获得的。
在实施例中，轴承是非接触式或低摩擦轴承，例如空气轴承。这最小化摩擦可能导致干扰和位置误差的摩擦。优选地，轴承不引起或引起最小的干扰，并且不引起或引起最小的位置误差。
在实施例中，致动器系统的致动器装置包括夹具以使所述工作台进入接合模式。优选地，夹具是电磁夹具、静电夹具、真空夹具或利用范德华力的夹具。这些类型的夹具的优点在于，夹持是致动器装置与工作台之间的吸引力的结果，该吸引力可以被容易且快速地激活和停用。
在实施例中，致动器系统的致动器装置包括轴承的一部分，以在所述致动器装置处于分离模式时，支撑和引导工作台相对于所述致动器装置的移动。因此，致动器装置能够在接合模式和分离模式下支撑工作台。进一步地，轴承部分可以有助于致动器装置与工作台之间的无意接合。
在实施例中，致动器系统的至少一个致动器装置相对于参考物是不可平移的。这种致动器装置特别适合于维持工作台相对于参考物的位置，即，工作台不被允许相对于参考物平移。在实施例中，致动器系统的至少一个致动器装置相对于参考物被布置为静止的，使得工作台可以使用所述至少一个致动器装置相对于参考物保持静止。
在另一实施例中，致动器系统的至少一个致动器装置相对于参考物围绕垂直于二维平面的旋转轴可旋转。这使得工作台的旋转更容易，因为单个致动器装置可以旋转并且旋转工作台。当所述至少一个致动器装置也是不可平移的时，致动器装置特别适合于在不平移工作台的情况下旋转工作台。旋转的可能性可能很重要，例如用于将衬底预对准对准相机或通过测量旋转定向上的标记来允许静止传感器。
在实施例中，至少一个致动器装置被配置为在至少两个不同方向上施加力，以在二维平面中相对于参考物移动或定位工作台。至少两个不同的方向可以对应平移方向，但是也可以对应于一个平移方向和一个旋转方向或两个平移方向和一个旋转方向。众所周知，在笛卡尔坐标系中通常称为XY可移动性的两个正交平移方向可以被极坐标系中的等效径向和旋转可移动性代替。
在实施例中，夹具是电磁夹具，并且其中工作台包括与电磁夹具协作的铁磁材料。因此，工作台不需要有源电机部分。
在实施例中，铁磁材料在二维平面外的方向上是可变形的，以与处于接合模式的电磁夹具进行摩擦接合。其优点可以是被配置为保持诸如掩模或衬底等样本的工作台部分在接合模式和分离模式下可以在二维平面之外的方向上具有相同的位置，因此接合模式和分离模式之间的差异是铁磁材料的变形程度。
对本领域技术人员来说显而易见的是，尽管工作台的一部分的以上变形已经关于铁磁材料描述，但是该特征可以适用于被配置为与夹具接合的任何层或工作台部分，以允许在接合模式和分离模式之间轻松切换。
在实施例中，致动器系统被配置为在致动器装置的接合模式下从下方与工作台接合。这样可以为测量仪器(诸如散射仪等传感器)在工作台上方留出空间。
在实施例中，夹具被配置为通过克服由致动器装置的轴承部分(例如空气轴承部分)在所述致动器装置处施加的轴承力来使工作台与致动器装置进行摩擦接合。这允许在接合模式和分离模式之间快速切换，同时确保工作台的支撑。
在实施例中，所述致动器装置被配置为通过减小由空气轴承部分在所述致动器装置处施加的轴承力来使工作台与致动器装置进行摩擦接合。该实施例的优点是这需要较少的能量来在接合模式与分离模式之间切换。
在实施例中，工作台系统还包括测量系统，以测量工作台在二维平面中相对于参考物的位置。
在实施例中，工作台系统还包括控制单元，用于根据测量系统的输出和设定点信号来控制致动器系统。
在实施例中，致动器系统包括至少两个致动器装置。
根据本发明的另一实施例，提供了一种用于操作根据本发明的工作台系统的方法，其中该方法包括以下步骤：
i.使至少一个致动器装置处于接合模式，以相对于参考物移动或定位工作台；以及
ii.使所述至少一个致动器装置处于分离模式，以相对于参考物移动或定位致动器装置，而与工作台无关。
以上方法的优点在于，当移动工作台的总距离大于致动器装置的移动范围时，提供至少两个致动器装置允许工作台以所谓的步进模式移动。通过仅针对示例假设致动器系统包括第一致动器装置和第二致动器装置，步进模式的示例将在下面给出。
在第一步骤中，第一致动器装置以接合模式被提供，并且第二致动器装置以分离模式被提供。在第二步骤中，第一致动器装置被操作，以沿着第一方向相对于参考物和第二致动器装置移动工作台。在第三步骤中，第二致动器装置进入接合模式，并且第一致动器装置进入分离模式。在第四步骤中，第一致动器装置沿着与第一方向相反的方向移动，此后循环可以在第一步骤中再次开始，从而沿着第一方向逐步移动工作台。
当第二致动器装置在第一方向上不可平移甚或静止时，工作台在第三步骤期间不在第一方向上平移，但是当第二致动器装置也能够在第一方向上移动时，当第二致动器装置处于接合模式时，工作台的移动速度也可以通过在第一方向上移动第二致动器装置来增加，并且在第二致动器装置处于分离模式时，工作台的移动速度通过在与第一方向相反的方向上移动第二致动器装置来增加。
根据本发明的又一实施例，提供了一种用于操作根据本发明的工作台系统的方法，其中该方法包括以下步骤：
i.使至少一个致动器装置处于接合模式，以相对于参考物在具有预定速度的方向上移动工作台；
ii.当在具有所述预定速度的所述方向上移动工作台时，在预定时间量内使致动系统的所有致动器装置处于分离模式；以及
iii.在所述预定时间量之后，使至少一个致动器装置处于接合模式。
该方法的优点在于，这潜在地提供了在大于致动器装置的移动范围的距离上移动工作台的更快方式。通过在移动时释放工作台，工作台应该继续以基本恒定的速度移动。一旦期望的最终位置被达到，致动器装置应该使用接合模式捕捉工作台。针对这种方法，优选地，轴承是低摩擦的甚或基本上无摩擦的。
在实施例中，在步骤3之前，至少一个致动器装置被致动，以匹配工作台在所述方向上的预定速度。这具有以下优点：由于相同的速度，使所述至少一个致动器装置进入接合模式被容易地执行，此后力可以以可控的方式被施加到工作台。
根据本发明的再一实施例，提供了一种检查工具，备选地称为量测工具，包括根据本发明的传感器布置和工作台系统，其中传感器布置被配置为检查被支撑在工作台上的样本。
在实施例中，样本是衬底，例如晶片，并且该工作台包括晶片夹具，用于在检查期间保持晶片。
根据本发明的又一实施例，提供了一种光刻设备，包括根据本发明的工作台系统和/或根据本发明的检查工具。
在实施例中，光刻设备还包括：
照射系统，被配置为调节辐射束；
支撑件，被构造为支撑图案形成装置，该图案形成装置能够在其横截面中赋予辐射束图案以形成图案化的辐射束；
衬底台，被构造为保持衬底；以及
投影系统，被配置为将图案化的辐射束投影到衬底的目标部分上，
其中样本是衬底。
根据本发明的另一实施例，提供了一种校准根据本发明的光刻设备的校准方法，包括基于检查工具的输出调整光刻设备的参数的步骤。
根据本发明的再一实施例，提供了一种装置制造方法，其中利用根据本发明的光刻设备。
附图说明
本发明的实施例现在将参照所附示意图仅通过示例描述，其中：
-图1描绘了光刻设备的示意性概述；
-图2示意性地描绘了光刻单元的示意性概述；
-图3示意性地描绘了整体光刻的示意性表示，表示了三种关键技术之间的协作以优化半导体制造；
-图4示意性地描绘了根据本发明的工作台系统；
-图5以两种模式示意性地描绘了图4的工作台系统的致动器装置的夹具；以及
-图6a至6f示意性地描绘了图4的工作台系统的操作方法的六个步骤。
具体实施方式
在本文档中，术语“辐射”和“光束”被用于涵盖所有类型的电磁辐射，包括紫外辐射(例如波长为365、248、193、157或126nm)和EUV(极紫外辐射，例如波长在约5至100nm的范围内)。
本文中采用的术语“掩模版”、“掩模”或“图案形成装置”可以被广义地解释为指代通用图案形成装置，它可以被用于向传入的辐射束赋予图案化的横截面，对应于将在衬底的目标部分中创建的图案。在该上下文中，术语“光阀”也可以被使用。除了经典的掩模(透射或反射的、二进制的、相移的、混合的等)以外，其他这种图案形成装置的示例还包括可编程反射镜阵列和可编程LCD阵列。
图1示意性地描绘了光刻设备LA。光刻设备LA包括被配置为调节辐射束B(例如UV辐射、DUV辐射或EUV辐射)的照射系统(也称为照射器)IL、被构造为支撑图案形成装置(例如掩模)MA并且连接至第一定位器PM(被配置为根据某些参数准确地定位图案形成装置MA)的掩模支撑件(例如掩模台)MT、被构造为保持衬底(例如抗蚀剂涂覆的晶片)W并且连接至第二定位器PW(被配置为根据某些参数准确地定位衬底支撑件)的衬底支撑件(例如晶片台)WT以及被配置为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(例如包括一个或多个管芯)上的投影系统(例如折射投影透镜系统)PS。
在操作中，照射系统IL从辐射源SO(例如经由光束递送系统BD)接收辐射束。照射系统IL可以包括各种类型的光学组件，诸如折射、反射、磁性、电磁、静电和/或其他类型的光学组件或其任何组合，以用于导向、整形和/或控制辐射。照射器IL可以被用于调节辐射束B，以使在其横截面中在图案形成装置MA的平面处具有期望的空间和角强度分布。
本文使用的术语“投影系统”PS应该被广义地解释为涵盖各种类型的投影系统，包括折射、反射、反射折射、变形、磁性、电磁和/或静电光学系统或其任何组合，以适合于所使用的曝光辐射和/或其他因素(诸如使用浸没液或使用真空)。本文中对术语“投影透镜”的任何使用可以被认为与更通用的术语“投影系统”PS同义。
光刻设备LA可以是其中衬底的至少一部分可以被具有相对较高的折射率的液体(例如水)覆盖的类型，以填充投影系统PS和衬底W之间的空间，这也被称为浸没式光刻。关于浸没技术的更多信息在US6952253中给出，其通过引用并入本文。
光刻设备LA也可以是具有两个或多个衬底支撑件WT的类型(也称为“双工作台”)。在这种“多工作台”机器中，衬底支撑件WT可以被并行使用，和/或准备随后曝光衬底W的步骤可以对位于衬底支撑件WT中的一个衬底支撑件WT上的衬底W执行，而其他衬底支撑件WT上的另一衬底W被用于在其他衬底W上曝光图案。
除了衬底支撑件WT之外，光刻设备LA可以包括测量工作台。测量工作台被布置为保持传感器和/或清洁装置。传感器可以被布置为测量投影系统PS的特性或辐射束B的特性。测量工作台可以保持多个传感器。清洁装置可以被布置为清洁光刻设备的一部分，例如投影系统PS的一部分或提供浸没液的系统的一部分。当衬底支撑件WT远离投影系统PS时，测量工作台可以在投影系统PS下方移动。
在操作中，辐射束B被入射到图案形成装置(例如掩模MA)上，它被保持在掩模支撑件MT上，并且通过在图案形成装置MA上存在的图案(设计布局)来图案化。在遍历图案形成装置MA之后，辐射束B穿过投影系统PS，该投影系统PS将光束聚焦到衬底W的目标部分C上。借助于第二定位器PW和位置测量系统IF，衬底支撑件WT可以被准确地移动，例如以便在聚焦和对准位置处将不同的目标部分C定位在辐射束B的路径中。类似地，第一定位器PM和可能的另一位置传感器(未在图1中明确描绘)可以被用于相对于辐射束B的路径准确地定位图案形成装置MA。图案形成装置MA和衬底W可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准。尽管所图示的衬底对准标记P1、P2占用了专用目标部分，但是它们可以位于目标部分之间的空间中。当衬底对准标记P1、P2位于目标部分C之间时，这些被称为划道对准标记。
为了阐明本发明，笛卡尔坐标系被使用。笛卡尔坐标系具有三个轴线，即，x轴、y轴和z轴。三个轴线中的每个轴线都与其他两个轴线正交。围绕x轴的旋转被称为Rx旋转。围绕y轴的旋转被称为Ry旋转。围绕z轴的旋转被称为Rz旋转。x轴和y轴限定了水平平面，而z轴在竖直方向上。笛卡尔坐标系未限制本发明，并且仅被用于阐明。相反，诸如圆柱形坐标系等另一坐标系可以被用于阐明本发明。笛卡尔坐标系的定向可以不同，例如使得z轴具有沿着水平平面的分量。
如图2所示，光刻设备LA可以形成光刻单元LC的一部分，该光刻单元LC有时也称为光刻单元或(光刻单元)集群，它通常还包括在衬底W上执行曝光前和曝光后过程的设备。常规来说，这些包括用于沉积抗蚀剂层的旋涂器SC、使曝光的抗蚀剂显影的显影器DE、例如用于调节衬底W的温度(例如用于调节抗蚀剂层中的溶剂)的激冷板CH和烘烤板BK。衬底处置器或机器人RO从输入/输出端口I/O1、I/O2拾取衬底W，在不同的过程设备之间移动它们，并且将衬底W递送给光刻设备LA的进料台LB。光刻单元中的装置(通常也被统称为轨道)通常受轨道控制单元TCU的控制，该轨道控制单元TCU本身可以由监督控制系统SCS控制，该监督控制系统SCS也可以控制光刻设备LA，例如经由光刻控制单元LACU。
为了使由光刻设备LA曝光的衬底W正确且一致地曝光，期望检查衬底以测量图案化结构的特性，诸如后续层之间的重叠误差、线厚度、临界尺寸(CD)等。为此目的，检查工具(未示出)可能被包括在光刻单元LC中。如果误差被检测到，则例如调整可以对后续衬底的曝光或要在衬底W上执行的其他处理步骤进行，特别是如果检查在同一批次或批量的其他衬底W仍然要被曝光或处理之前完成。
检查设备(也可以被称为量测设备)被用于确定衬底W的特性，特别是不同衬底W的特性如何变化，或与同一衬底W的不同层相关联的特性如何在层间发生变化。检查设备可以备选地被构造为标识衬底W上的缺陷，并且例如可以是光刻单元LC的一部分，或者可以被集成到光刻设备LA中，甚或可以是独立的装置。检查设备可以测量潜像(曝光后抗蚀剂层中的图像)或半潜像(曝光后烘烤步骤PEB后抗蚀剂层中的图像)或显影后的抗蚀剂图像(其中抗蚀剂的曝光或未曝光部分已经被移除)上的特性，甚或已蚀刻图像(在诸如蚀刻等图案转印步骤之后)上的特性。
通常，光刻设备LA中的图案化过程是处理中最关键的步骤中的一个步骤，它需要衬底W上的结构的高准确性的尺寸确定和放置。为了确保这种高准确性，三个系统可以被组合到所谓的“整体”控制环境中，如图3中示意性地描绘的。这些系统中的一个系统是光刻设备LA，它(实际上)被连接至量测工具MT(第二系统)和计算机系统CL(第三系统)。这种“整体”环境的关键是优化这三个系统之间的协作以增强整个过程窗口，并且提供紧密控制环以确保由光刻设备LA执行的图案化停留在过程窗口内。过程窗口限定了过程参数范围(例如剂量、聚焦、重叠)，在该过程参数范围内，具体的制造过程会产生限定的结果(例如功能半导体装置)，典型地在该过程参数范围内，光刻过程或图案化过程中的过程参数被允许变化。
计算机系统CL可以使用要被图案化的设计布局(的一部分)，以预测要使用的分辨率增强技术，并且执行计算光刻模拟和计算以确定哪些掩模布局和光刻设备设置实现了图案化过程的最大总体过程窗口(在图3中由第一标尺SC1中的双箭头描绘)。典型地，分辨率增强技术被布置为匹配光刻设备LA的图案化可能性。计算机系统CL还可以被用于检测光刻设备LA当前正在过程窗口内何处操作(例如使用来自量测工具MT的输入)，以预测是否由于例如次优处理而可能存在缺陷(在图3中由第二标尺SC2中指向“0”的箭头描绘)。
量测工具MT可以向计算机系统CL提供输入以实现准确的模拟和预测，并且可以向光刻设备LA提供反馈以标识可能的漂移，例如在光刻设备LA的校准状况(在图3中由第三标尺SC3中的多个箭头描绘)下。
如上面参照图1至3提及的，光刻设备、量测工具和/或光刻单元通常包括用于相对于参考物或其他组件定位样本、衬底、掩模或传感器布置的多个工作台系统。其示例是掩模支撑件MT和第一定位器PM、衬底支撑件WT和第二定位器PW、被布置为保持传感器和/或清洁装置的测量工作台以及在检查工具MT中使用的工作台，其中衬底W相对于例如扫描电子显微镜或某种散射仪定位。
这些工作台系统中的任何一个都可以是根据本发明的工作台系统，这将在下面参照图4、5和6a至6f更详细地解释。
图4示意性地描绘了包括相对于参考物RE可移动的工作台ST的工作台系统的截面图。该实施例中的参考物RE可以是承载传感器布置SA(诸如散射仪)的量测框架，被配置为检查被支撑在工作台ST上的样本SP，例如衬底W。在另一实施例中，参考物RE是支撑投影系统PS的框架，该投影系统PS被配置为将图案化的辐射束投影到由工作台ST支撑的衬底W的目标部分上。在再一实施例中，参考物RE可以是支撑照射系统的框架，该照射系统被配置为调节辐射束，其中工作台ST支撑图案形成装置MA，该图案形成装置MA被配置为在其横截面中赋予辐射束图案以形成图案化的辐射束。
工作台系统包括测量系统MS，例如包括干涉仪，以测量工作台ST相对于参考物RE的位置。虽然下面的描述将从一维透视图(即，附图平面中的透视图)来描述工作台系统，但此处明确指出，这同样适用于附图平面外的方向，因此工作台ST在二维平面中相对于参考物是可移动的。测量系统MS因此也被配置为测量工作台ST在所述二维平面中的位置。
工作台系统ST还包括框架FR、用于支撑和引导工作台相对于参考物RE以及因此也相对于框架FR的移动的轴承BE、被配置为在二维平面中相对于参考物RE移动或定位工作台ST的致动器系统AS以及被配置为经由工作台ST中的孔H在工作台ST上装载和卸载衬底W的衬底装载和卸载系统LUS。
尽管框架FR和参考物RE在图4中未被连接，从而允许将参考物RE和传感器布置SA与引入框架FR中的干扰隔离开，但也可以设想框架FR和参考物RE是相互连接的，从而允许使用更简单的测量系统MS，例如在某些条件下，需要测量较少的自由度以了解工作台ST在二维平面中的位置。
装载和卸载系统LUS包括可以被上下移动的销PI。当工作台ST位于装载和卸载系统LUS上方时，使得孔H正好位于销PI上方，销可以被向上移动穿过这些孔以从工作台ST提升衬底W。然后衬底W可以被例如机器人捕捉，并且移动到另一处理站。然后另一(或相同)衬底W可以被(重新)定位在销PI上，并且随后通过将销PI降低到工作台ST下方而被装载到工作台ST上。然后工作台在二维平面中自由移动，以进一步处理衬底W。
在该实施例中，轴承BE是空气轴承，在工作台ST与框架FR之间提供空气层，从而提供具有相对较低摩擦的非接触式轴承。
致动器系统AS包括至少一个致动器装置AD，但是可以存在一个或多个附加致动器装置。致动器装置AD可以以不同的类型提供，包括但不限于其中致动器装置AD可以仅在一个方向上可移动的可移动类型，例如沿平移方向或旋转方向(在这种情况下，致动器装置是不可平移的)，以在二维平面中移动或定位工作台ST，或者其中致动器装置AD可以在两个方向上可移动的可移动类型，例如沿两个平移方向或者平移方向和旋转方向，或者其中致动器装置AD可以在三个方向上移动的可移动类型，即，沿两个平移方向和旋转方向。旋转方向然后围绕垂直于二维平面的旋转轴。还设想了二维平面之外的附加可移动性，例如垂直于二维平面的平移或围绕平行于二维平面的旋转轴的旋转。致动器装置AD还可以是静止类型的。
图4所示的致动器装置AD在平行于工作台ST的附图平面中的至少一个平移方向上可移动。为此，致动器ACT(例如洛伦兹致动器)被提供以移动致动器装置AD。
在致动器装置AD的上端，夹具CL被提供。在该实施例中，夹具CL是被配置为与工作台ST上的铁磁层FL协作的电磁夹具。夹具CL被配置为选择性地与工作台ST接合或分离，使得致动器装置AD具有接合模式，其中致动器装置AD与工作台ST接合以允许工作台ST与致动器装置AD一起移动，和分离模式，其中致动器装置AD与工作台ST分离，从而允许工作台ST和致动器装置AD独立移动，或换句话说，允许工作台ST独立于致动器装置AD移动。
为了解释夹具CL的工作原理，参照图5，其中仅夹具CL和铁磁层FL被描绘。夹具CL和铁磁层FL已经被描绘了两次，其中左图描绘了分离模式并且右图描绘了接合模式。
该实施例中的夹具CL包括轭YO、线圈CO和轴承部分BP。轴承部分BP是空气轴承BE的一部分(如图4所示)，并且在轴承部分BP与铁磁层FL之间提供空气层，如左图中的箭头所指示的。由于空气轴承部分，在夹具CL的地点处夹具CL与工作台ST(未示出)之间存在间隙GA。在左图中，即，分离模式，线圈CO未被通电，因此夹具不是活动的。工作台ST(如图4所示)然后能够相对于致动器装置AD(如图4所示)移动，在这种情况下，工作台ST可以是静止的并且致动器装置AD移动，致动器装置AD是静止的并且工作台ST移动，或者致动器装置AD和工作台ST都移动。在移动期间，而且当工作台ST不相对于致动器装置AD移动时，轴承部分BP相对于夹具CL支撑工作台。
当线圈CO被通电时，夹具CL和铁磁层FL相互吸引，从而导致夹具CL与铁磁层FL之间的摩擦接合，并且允许磁通量通过轭YO和铁磁层FL，如由双箭头指示的。当使致动器装置AD处于接合模式时，轴承部分BP可以减小由轴承部分BP在分离模式下施加的轴承力，使得相对较小的吸引力将使夹具和铁磁层摩擦接合。然而，也可以是，轴承部分的操作被维持，并且线圈CO被通电以克服由轴承部分施加的轴承力，这可以允许在接合模式与分离模式之间更快地切换，同时始终确保由轴承部分支撑。
在接合模式下，与分离模式相比，不再存在间隙GA，这意味着夹具CL已经朝着铁磁层FL移动，或者铁磁层FL已经朝着夹具CL移动，例如通过在二维平面外的方向上变形，或者夹具CL和铁磁层FL都已经相互移动。
图6描绘了根据本发明的实施例的操作方法中的不同步骤，它可以被称为步进模式。使用包括夹具CL(例如图5的夹具CL)的静止致动器装置SAD以及包括夹具(例如图5的夹具CL)的可移动致动器装置MAD。
在第一步骤中，如图6a所示，致动器装置SAD处于接合模式，并且致动器装置MAD处于分离模式，从而相对于框架FR(并因此相对于参考物)保持工作台ST。
在第二步骤中，如图6b所示，致动器装置MAD也进入接合模式，此后致动器装置SAD可以在图6c所示的第三步骤中进入分离模式。
在第四步骤中，如图6d所示，致动器装置MAD如箭头所指示的被移动一定距离，从而相对于框架FR(并因此相对于参考物)移动工作台ST。
在第五步骤中，如图6e所示，致动器装置SAD进入接合模式，而致动器装置MAD进入分离模式，使得致动器装置MAD可以在第六步骤中在相反的方向上向后移动，如图6f所示并且由箭头指示，以允许序列在第一步骤中再次开始。
尽管在本文中可以具体引用光刻设备在IC的制造中的使用，但是应该理解，本文描述的光刻设备可以具有其他应用。可能的其他应用包括集成光学系统的制造、用于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。
尽管在本文中可以在光刻设备的上下文中具体引用本发明的实施例，但是本发明的实施例可以被用于其他设备中。本发明的实施例可以形成掩模检查设备、量测设备或者测量或处理诸如晶片(或其他衬底)或掩模(或其他图案形成装置)等物体的任何设备的一部分。这些设备通常可以被称为光刻工具。这种光刻工具可以使用真空条件或环境(非真空)条件。
尽管上面可能已经在光学光刻的上下文中具体引用本发明的实施例的使用，但是要了解，在上下文允许的情况下，本发明不被限于光学光刻，并且可以被用于其他应用中，例如压印光刻。
在上下文允许的情况下，本发明的实施例可以被实施在硬件、固件、软件或其任何组合中。本发明的实施例还可以被实施为存储在机器可读介质上的指令，该指令可以由一个或多个处理器读取和执行。机器可读介质可以包括用于以由机器(例如计算装置)可读的形式存储或发送信息的任何机制。例如，机器可读介质可以包括只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；磁性存储介质；光学存储介质；闪存装置；电气、光学、声学或其他形式的传播信号(例如载波、红外信号、数字信号等)和其他。进一步地，固件、软件、例程、指令在本文中可以被描述为执行某些动作。然而，应该了解的是，这种描述仅仅是为了方便，并且这种动作事实上是由执行固件、软件、例程、指令等的计算装置、处理器、控制器或其他装置导致的，并且这样做可能会导致致动器或其他装置与物理世界交互。
尽管本发明的具体实施例已经在上面描述，但是要了解的是，本发明可以以不同于所描述的方式来实践。以上描述旨在是说明性的，而不是限制性的。因此，对于本领域技术人员来说显而易见的是，修改可以对所描述的本发明进行而不脱离下面陈述的权利要求的范围。
本发明的其他方面在以下带编号的条款中陈述：
1.一种工作台系统，包括：
工作台，相对于参考物能够移动；
轴承，用于支撑和引导工作台在二维平面中相对于参考物的移动；以及
致动器系统，用于相对于参考物向工作台施加力，以在二维平面中相对于参考物移动或定位工作台，
其中致动器系统包括至少一个致动器装置，该至少一个致动器装置被配置为具有：接合模式，在所述接合模式致动器装置与工作台接合以允许工作台与致动器装置一起移动；以及分离模式，在所述分离模式致动器装置与工作台分离，从而允许工作台移动而与致动器装置无关。
2.根据条款1的工作台系统，其中轴承是非接触式或低摩擦轴承。
3.根据条款1或2的工作台系统，其中致动器系统的致动器装置包括夹具，以使所述致动器装置进入接合模式。
4.根据条款3的工作台系统，其中夹具是电磁夹具、静电夹具、真空夹具或者利用范德华力的夹具。
5.根据条款1至4中任一项的工作台系统，其中致动器系统的致动器装置包括轴承的一部分，以在所述致动器装置处于分离模式时支撑和引导工作台相对于所述致动器装置的移动。
6.根据条款1至5中任一项的工作台系统，其中致动器系统的至少一个致动器装置相对于参考物是不可平移的。
7.根据条款1至6中任一项的工作台系统，其中致动器系统的至少一个致动器装置相对于参考物围绕垂直于二维平面的旋转轴能够旋转。
8.根据条款1至6中任一项的工作台系统，其中致动器系统的至少一个致动器装置相对于参考物被布置为静止的。
9.根据条款1至5中任一项的工作台系统，其中至少一个致动器装置被配置为在至少两个不同方向上施加力，以在二维平面中相对于参考物移动或定位工作台。
10.根据条款2的工作台系统，其中轴承是空气轴承。
11.根据条款3的工作台系统，其中夹具是电磁夹具，并且其中工作台包括铁磁材料以与电磁夹具协作。
12.根据条款11的工作台系统，其中铁磁材料在二维平面外的方向上是能够变形的，以与处于接合模式的电磁夹具进行摩擦接合。
13.根据条款1至12中任一项的工作台系统，其中致动器系统被配置为在致动器装置的接合模式下从下方与工作台接合。
14.根据条款3、5和10的工作台系统，其中夹具被配置为通过克服由空气轴承部分在所述致动器装置处施加的轴承力来使工作台与致动器装置进行摩擦接合。
15.根据条款3、5和10的工作台系统，其中所述致动器装置被配置为通过减小由空气轴承部分在所述致动器装置处施加的轴承力来使工作台与致动器装置进行摩擦接合。
16.根据条款1至15中任一项的工作台系统，还包括测量系统，用于测量工作台在二维平面中相对于参考物的位置。
17.根据条款16的工作台系统，还包括控制单元，用于根据测量系统的输出和设定点信号来控制致动器系统。
18.根据条款1至17中任一项的工作台系统，其中致动器系统包括至少两个致动器装置。
19.一种用于操作根据条款1的工作台系统的方法，其中该方法包括以下步骤：
i.使至少一个致动器装置处于接合模式，以相对于参考物移动或定位工作台；以及
ii.使所述至少一个致动器装置处于分离模式，以相对于参考物移动或定位致动器装置，而与工作台无关。
20.一种用于操作根据条款1的工作台系统的方法，其中该方法包括以下步骤：
i.使至少一个致动器装置处于接合模式，以相对于参考物在具有预定速度的方向上移动工作台；
ii.当在具有所述预定速度的所述方向上移动工作台时，在预定时间量内使致动系统的所有致动器装置处于分离模式；以及
iii.在所述预定时间量之后，使至少一个致动器装置处于接合模式。
21.一种检查工具，包括传感器布置和根据条款1至18中任一项的工作台系统，其中传感器布置被配置为检查被支撑在工作台上的样本。
22.根据条款21的检查工具，其中样本是晶片，并且工作台包括晶片夹具以在检查期间保持晶片。
23.一种光刻设备，包括根据条款1至18中任一项的工作台系统。
24.一种光刻设备，包括根据条款21或22的检查工具。
25.根据条款24的光刻设备，还包括：
照射系统，被配置为调节辐射束；
支撑件，被构造为支撑图案形成装置，该图案形成装置能够在其横截面中赋予辐射束图案以形成图案化的辐射束；
衬底台，被构造为保持衬底；以及
投影系统，被配置为将图案化的辐射束投影到衬底的目标部分上，其中样本是衬底。
26.一种校准根据条款24或25的光刻设备的校准方法，包括基于检查工具的输出来调整光刻设备的参数的步骤。
27.一种装置制造方法，其中利用根据条款23至25中任一项的光刻设备。
28.一种工作台系统，包括：
工作台，相对于参考物能够移动；
轴承，用于支撑和引导工作台在二维平面中相对于参考物的移动；以及
致动器系统，用于相对于参考物向工作台施加力，以在二维平面中相对于参考物移动或定位工作台，
其中致动器系统包括至少一个致动器装置，该至少一个致动器装置被配置为具有：接合模式，其中致动器装置与工作台接合以允许工作台与致动器装置一起移动；以及分离模式，其中致动器装置与工作台分离，允许工作台移动而与致动器装置无关。

Claims (27)

1.一种工作台系统，包括：
-工作台，相对于参考物能够移动；
-轴承，用于支撑和引导所述工作台在二维平面中相对于所述参考物的移动；以及
-致动器系统，用于相对于所述参考物向所述工作台施加力，以在所述二维平面中相对于所述参考物移动或定位所述工作台，
其中所述致动器系统包括至少一个致动器装置，所述至少一个致动器装置被配置为具有：接合模式，在所述接合模式中所述致动器装置与所述工作台接合以允许所述工作台与所述致动器装置一起移动；以及分离模式，在所述分离模式中所述致动器装置与所述工作台分离，从而允许所述工作台和所述致动器装置独立移动。
2.根据权利要求1所述的工作台系统，其中所述轴承是非接触式或低摩擦轴承。
3.根据权利要求1或2所述的工作台系统，其中所述致动器系统的致动器装置包括夹具，以使所述致动器装置进入所述接合模式。
4.根据权利要求3所述的工作台系统，其中所述夹具是电磁夹具、静电夹具、真空夹具或者利用范德华力的夹具。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的工作台系统，其中所述致动器系统的致动器装置包括所述轴承的一部分，以在所述致动器装置处于分离模式时支撑和引导所述工作台相对于所述致动器装置的移动。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的工作台系统，其中所述致动器系统的至少一个致动器装置相对于所述参考物是不可平移的。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的工作台系统，其中所述致动器系统的至少一个致动器装置相对于所述参考物绕垂直于所述二维平面的旋转轴线能够旋转。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的工作台系统，其中所述致动器系统的至少一个致动器装置相对于所述参考物被布置为静止的。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的工作台系统，其中至少一个致动器装置被配置为在至少两个不同方向上施加力，以在所述二维平面中相对于所述参考物移动或定位所述工作台。
10.根据权利要求2所述的工作台系统，其中所述轴承是空气轴承。
11.根据权利要求3所述的工作台系统，其中所述夹具是电磁夹具，并且其中所述工作台包括铁磁材料以与所述电磁夹具协作。
12.根据权利要求11所述的工作台系统，其中所述铁磁材料在所述二维平面外的方向上是能够变形的，以与处于所述接合模式的所述电磁夹具进行摩擦接合。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的工作台系统，其中所述致动器系统被配置为在所述致动器装置的所述接合模式下从下方与所述工作台接合。
14.根据权利要求3、5和10所述的工作台系统，其中所述夹具被配置为通过克服由所述空气轴承部分在所述致动器装置处施加的轴承力来使所述工作台与所述致动器装置进行摩擦接合。
15.根据权利要求3、5和10所述的工作台系统，其中所述致动器装置被配置为通过减小由所述空气轴承部分在所述致动器装置处施加的轴承力来使所述工作台与所述致动器装置进行摩擦接合。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的工作台系统，还包括测量系统，用于测量所述工作台在二维平面中相对于所述参考物的位置。
17.根据权利要求16所述的工作台系统，还包括控制单元，用于根据所述测量系统的输出和设定点信号来控制所述致动器系统。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的工作台系统，其中所述致动器系统包括至少两个致动器装置。
19.一种用于操作根据权利要求1的工作台系统的方法，其中所述方法包括以下步骤：
i.使至少一个致动器装置处于接合模式，以相对于所述参考物移动或定位所述工作台；以及
ii.使所述至少一个致动器装置处于分离模式，以相对于所述参考物独立于所述工作台来移动或定位所述致动器装置。
20.一种用于操作根据权利要求1的工作台系统的方法，其中所述方法包括以下步骤：
i.使至少一个致动器装置处于接合模式，以相对于所述参考物在具有预定速度的方向上移动所述工作台；
ii.当在具有所述预定速度的所述方向上移动所述工作台时，在预定时间量内使所述致动系统的所有致动器装置处于分离模式；以及
iii.在所述预定时间量之后，使至少一个致动器装置处于接合模式。
21.一种检查工具，包括传感器布置和根据权利要求1至18中任一项的工作台系统，其中所述传感器布置被配置为检查被支撑在所述工作台上的样本。
22.根据权利要求21所述的检查工具，其中所述样本是晶片，并且所述工作台包括晶片夹具以在检查期间保持所述晶片。
23.一种光刻设备，包括根据权利要求1至18中任一项的工作台系统。
24.一种光刻设备，包括根据权利要求21或22的检查工具。
25.根据权利要求24所述的光刻设备，还包括：
照射系统，被配置为调节辐射束；
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其横截面中将图案赋予所述辐射束以形成图案化的辐射束；
衬底台，被构造为保持衬底；以及
投影系统，被配置为将所述图案化的辐射束投影到所述衬底的目标部分上，
其中所述样本是衬底。
26.一种校准根据权利要求24或25的光刻设备的校准方法，包括基于所述检查工具的输出来调整所述光刻设备的参数的步骤。
27.一种装置制造方法，其中利用根据权利要求23至25中任一项的光刻设备。
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