CN1873542A - 双台座光刻设备和器件制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双台座光刻设备，其中，构建并设置台座使其相互协作，以便于执行连接扫描移动，用于将该设备从第一位置带到第二位置，其中在第一位置，所述液体被限制在所述台座中的第一台座支撑的第一衬底和最后元件之间，在第二位置所述液体被限制在两个台座中的第二台座支撑的第二衬底和最后元件之间，从而在连接扫描移动过程中，液体基本被限制在关于最后元件的所述空间内。

Description

双台座光刻设备和器件制造方法

技术领域

本发明涉及一种多台座光刻设备以及用该多台座光刻设备制造器件的方法。

背景技术

光刻设备是将预期图案施加到衬底上，通常是施加到衬底上的目标部分上的机器。例如，光刻设备可以用于集成电路(IC)的制造。在那种情况，构图器件，其另外称为掩模或标线，可用于产生电路图案，以形成在IC的单独层上。该图案可以被转移到衬底(例如硅晶片)的目标部分(例如包括一个或多个电路小片(die))上。图案转移典型地通过成像到被提供在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。通常，单个衬底含有被连续构图的相邻目标部分的网络结构。已知的光刻设备包括所谓的分档器，其中同时将整个图案曝光到目标部分上，辐射每个目标部分；以及所谓的扫描器，其中通过在给定方向(“扫描”方向)上的辐射束扫描图案来辐射每个目标部分，并同时同步平行这个方向或反向平行这个方向扫描衬底。还可能通过将图案压印到衬底上，将图案从构图器件转移到衬底上。

当前的光刻设备正在被改进。一方面是为了提高产量(产量指的是在确定时间里通过光刻设备加工衬底的数量)。例如，双台座光刻设备通常比单台座光刻设备的产量高，因为在第一衬底台座上的衬底可以在测量站中测量，同时在第二衬底台座上的另一衬底可以根据之前在测量站测量的数据，在曝光站中曝光。另一方面是为了改善光刻设备的将更小结构(但具有给定的质量)的图案转移到衬底上的能力。例如，与非浸没式光刻设备相比，浸没式光刻设备可以转移更小结构的图案(例如，参见EP1486827，在此并入作为参考)。

在US5,969,441(在此并入作为参考)中，描述了一种双台座光刻设备，其被提供了“H-驱动装置”(例如参见图4，5，X-致动器105和107分别与Y-致动器109，111以及113，115相连)用于它的衬底台座(衬底支架11，13)。所述双台座产生相对高的产量，但是其缺陷在于当在测量站和曝光站之间移动时(第16栏第47-52行)，为了彼此通过，台座需要“台间调换”(根据图4和图5间的转换，其中衬底支架11从元件25脱开并且与元件27连接，衬底支架13从元件27脱开并且元件25连接)。该设备的缺陷是台间调换需要花费时间，因此降低产量。

在US6,341,007(在此在此并入作为参考)中(尤其参见图2，3，4)，描述了一种双台座光刻设备，其在两个测量站之间设置一个曝光站。在曝光站曝光之前，衬底分批在测量站中交替测量。当在测量站和曝光站间移动时，台座不能彼此通过(参见图3)。该光刻设备的缺陷在于它需要两个测量站。因此需要提供两个衬底运输路径。额外的测量站和额外的运输路径导致光刻设备昂贵。而且，系统配置在工厂中占用相对较大的(地板)面积(大足印)。还有一个缺陷是这种构思产生供应性质的问题。而且，该光刻设备不适用于浸没式光刻应用，从而其不能在衬底上投射相对小的结构。

发明内容

本发明希望能够至少部分消除上述缺陷。特别是，本发明的一个方面是提供一种光刻设备，具有相对高的产量并能够将较小结构的图案转移到衬底上。

为了达到发明目的，一种光刻设备包括：

支撑结构，用于支撑构图器件，该构图器件能够将在其截面上的图案赋予辐射束，以形成所构图的辐射束；

测量系统，用于在设备的测量站中测量衬底参数；

投射系统，用于在设备的曝光站中，将该所构图的辐射束投射到衬底上；

液体限制系统，用于将液体限制在投射系统的最后元件和衬底之间；

定位系统和至少两个衬底台座，用于支撑衬底，其中构建定位系统用于在测量站和曝光站之间移动台座，其中在曝光站进行曝光期间，根据那个衬底的至少一个测量参数，定位系统对支撑衬底的台座之一定位；

其中，构建并设置台座使其相互协作，以便于执行连接扫描移动，用于将该设备从第一位置带到第二位置，其中在第一位置，所述液体被限制在所述台座中的第一台座支撑的第一衬底和最后元件之间，在第二位置所述液体被限制在两个台座中的第二台座支撑的第二衬底和最后元件之间，从而在连接扫描移动过程中，液体基本被限制在关于最后元件的所述空间内。与使用分离的封闭圆盘，在从所述第一位置到所述第二位置的转移之间限制液体的传统浸式光刻设备相比，连接扫描移动使产量增大。

为了达到发明目的，一种光刻设备包括：

支撑结构，用于支撑构图器件，该构图器件能够将在其截面上的图案赋予辐射束，以形成所构图的辐射束；

测量系统，用于在设备的测量站中测量衬底参数；

投射系统，用于在设备的曝光站中，将该所构图的辐射束投射到衬底上；

定位系统，用于定位光刻设备的至少两个衬底台座，其中台座被构建用于支撑衬底；

机架，其配备有平面电动机的第一部分，该平面电动机的第一部分与平面电动机的第二部分分别在各自的台座协同工作，其中定位系统被构建并设置以控制平面电动机，用于在测量站和曝光站之间移动台座，并且根据台座上的衬底的至少一个测量参数，在曝光站中以6个自由度移动各个台座，其中机架被构建并设置以允许当在测量站和曝光站之间移动时，台座彼此通过。因为台座可以彼此通过，不需要“台间调换”。这样，设备具有相对高的产量，而仅有一个测量站和一个曝光站，并且其中设备具有相对小的“足印”。

为了达到发明目的，一种光刻设备包括：

支撑结构，用于支撑构图器件，该构图器件能够将在其截面上的图案赋予辐射束，以形成所构图的辐射束；

测量系统，用于在设备的测量站中测量衬底参数；

投射系统，用于在设备的曝光站中，将该所构图的辐射束投射到衬底上；

定位系统和至少两个台座，用于支撑衬底，其中构建定位系统用于在测量站和曝光站之间移动台座，其中在曝光站进行曝光期间，根据那个衬底的至少一个测量参数，定位系统对支撑衬底的台座之一定位；

具有两个在水平面中在第一方向延伸的基本平行的导槽的机架，其中每个导槽与一个可以依靠电动机沿导槽移动的元件连接，并且其中每个元件依靠电动机与台座连接，该电动机用于在水平面的与第一方向垂直的第二方向移动台座，其中定位系统被构建并设置用于控制电动机，以便于在平面内移动台座，其中机架被构建并设置以允许当在测量站和曝光站之间移动时，台座彼此通过。因为台座可以彼此通过，不需要“台间调换”。这样，设备具有相对高的产量，而仅有一个测量站和一个曝光站，并且其中设备具有相对小的“足印”。

为了达到发明目的，一种光刻设备包括：

支撑结构，用于支撑构图器件，该构图器件能够将在其截面上的图案赋予辐射束，以形成所构图的辐射束；

测量系统，用于在设备的测量站中测量衬底参数；

投射系统，用于在设备的曝光站中，将该所构图的辐射束投射到衬底上；

定位系统和至少两个台座，用于支撑衬底，其中构建定位系统用于在测量站和曝光站之间移动台座，其中在曝光站进行曝光的过程中，根据那个衬底的至少一个测量参数，定位系统对支撑衬底的台座之一定位；

承载测量架的底座，该测量架支持测量系统和投射系统，其中测量架与底座动态隔离，并且其中测量系统包括在测量站和曝光站中延伸的编码器系统，用于测量台座位置。所述编码器系统例如降低频繁地进行TIS对准(通过透射图像传感器将一方的掩模/标线与另一方的衬底对准，例如此处结合引为参考的EP1510870所述，特别参见图8A，8B)的需求。对频繁的TIS对准的需求的降低增大了光刻设备的产量。

附图说明

参照附图对本发明的实施例进行说明，实施例仅仅是示例性的，在附图中相同的附图标记指代相同的部件。其中：

图1A是根据本发明实施例的光刻设备的侧视示意图；

图1B示出根据图1A的光刻设备的台座；

图2是根据本发明的光刻设备的测量站的侧视示意图；

图3是根据本发明的光刻设备的曝光站的侧视示意图；

图4是根据图1A的双台座浸没式光刻设备的驱动装置和台座结构的第一实施例的顶视示意图；

图5是图4中示出连接扫描移动的设备的顶视示意图；

图6是根据图1A的双台座浸没式光刻设备的驱动装置和台座结构的第二实施例的顶视示意图；

图7是图6中示出连接扫描移动的设备的顶视示意图；

图8是根据图1A的双台座浸没式光刻设备的驱动装置和台座结构的第三实施例的顶视示意图，其中光刻设备执行连接扫描移动；

图9是示出两个台座的垂直断面的侧视示意图，其中台座执行连接扫描移动；

图10是图9中台座的第一实施例的垂直断面示意图；

图11是图9中台座的第二实施例的垂直断面示意图；

图12是图9中台座的第三实施例的垂直断面示意图；

图13是图9中台座的第四实施例的垂直断面示意图；

图14是图9中台座的第五实施例的垂直断面示意图。

具体实施方式

图1A是根据本发明实施例的光刻设备的示意图。该光刻设备包括：

设置的照明系统(照明装置)2，以调节辐射束4(例如UV辐射)；

设置的支撑结构(例如掩模台)6，以支撑构图器件(例如掩模)8，并连接到根据特定参数精确定位构图器件的第一定位器10；

设置的衬底台(例如晶片台)MT，以支撑衬底(例如涂覆抗蚀剂的晶片)14，并连接(经过镜面部件MB)到根据特定参数精确定位衬底的第二定位器16；以及

设置的投射系统(例如折射投射透镜系统)18，以把通过构图器件8赋予到辐射束4上的图案投射到衬底14的目标部分C(例如包括一个或多个电路小片)上。

照明系统可以包括多种光学元件，例如折射，反射，磁性，电磁，静电或其他类型的光学元件，或任何它们的组合，用于导引，成形或控制辐射。

支撑结构支撑构图器件，即承受构图器件的重量。它依赖于构图器件的方向、光刻设备的设计和其他条件的方式支撑构图器件，其他条件例如是否构图器件被固定在真空环境中。该支撑结构可以使用机械、真空、静电或其他夹紧技术以固定构图器件。该支撑结构可以是框架或台，例如，如需要其可以是固定的或可移动的。支撑结构可以保证构图器件位于例如关于投射系统的所希望的位置。这里任何使用的术语“标线”或“掩模”可以认为是与更通用的术语“构图器件”同义的。

这里使用的术语“构图器件”应该广义地解释为指能够用于将它的截面中的图案赋予到辐射束的任何器件。例如以在衬底的目标部分中产生图案。应该注意到，例如如果图案包括相移特性或所谓的辅助特性，那么赋予到辐射束的图案不完全与衬底目标部分中的图案对应。通常，赋予到辐射束的图案将对应于在目标部分中产生的器件中的特殊功能层，如集成电路。

构图器件可以是透射的或是反射的。构图器件的示例包括掩模，可编程镜面阵列以及可编程LCD面板。掩模在光刻技术领域众所周知，所包括的掩模类型有二进制、交互相移以及衰减相移，以及各种混合掩模类型。可编程镜面阵列示例采用小镜面的矩阵配置，每个镜面可以单独倾斜，以向不同方向反射入射的辐射束。倾斜的镜面将图案赋予由镜面矩阵反射的辐射束。

这里使用的术语“投射系统”应广义地解释为包括任何类型的投射系统，包括折射的，反射的，折反射的，磁的，电磁的，和静电的光学系统，或它们的任何组合，只要适用于所用的曝光辐射，或适用于其他因素，例如使用浸液或者使用真空。这里使用的术语“投射透镜”应认为与更通用的术语“投射系统”同义。

如此处所述，所述设备可以是透射型的(例如采用透射掩模)。可替换的，该设备可以是反射型的(例如采用上述的可编程镜面阵列，或采用反射掩模)。

光刻设备可以是具有两个(双台座)或多个衬底台(和/或多个掩模台)的类型。在这种设备中，附加的台可以同时使用，或准备步骤可在一个或多个台上进行，而一个或多个其他的台用于曝光。

光刻设备还可以是这样的类型，其中，至少衬底的一部分用折射率较高的液体(例如水)覆盖，以便填充投射系统和衬底之间的空间。也可将浸液应用到光刻设备的其他空间，例如掩模和投射系统之间，浸没技术在本领域众所周知，用于增加投射系统的数值孔径。这里所用的术语“浸没”不是指某个结构(例如衬底)必须浸没在液体中，而是说曝光时液体位于投射系统和衬底之间。

参见图1A，照明装置2接收来自辐射源20的辐射束。辐射源和光刻设备可以是单独的实体，例如当辐射源是准分子激光器时。在这些情况下，辐射源并不形成光刻设备的一部分，辐射束借助于光束传送系统22从辐射源20传送到照明装置2，光束传送系统22例如包括适当的导向镜面和/或扩束器。在其他情况下，辐射源可以是光刻设备整体的一部分，例如当辐射源是汞灯时。辐射源20和照明装置2以及光束传送系统22(如果需要的话)，可以统称为辐射系统。

照明装置2可以包括调节器24，用于调节辐射束的角强度分布。一般来说，至少在照明装置2光瞳平面上强度分布的外和/或内径向广延(通常分别称为σ-外和σ-内)是可以调节的。此外，照明装置2可以包括各种其他的部件。例如积分器26和聚光器28。照明装置可以用来调节辐射束，使之在其截面上具有所需的均匀度和强度分布。

辐射束4入射到固定在支撑结构(例如掩模台6)上的构图器件(例如掩模8)上，并被构图器件图案化。辐射束4在通过掩模8后，通过投射系统18，投射系统将辐射束聚焦到衬底14的目标部分C上。借助于第二定位器16和位置传感器30(例如干涉仪装置、线性编码器或电容传感器)，晶片台St的衬底台WT可以精确移动，例如将不同的目标部分C定位在辐射束4的光路中。为了达到这个目的，可以使用已知的具有反馈和/或前馈循环的测量和控制算法。同样，第一定位器10和另一位置传感器(图1A中未示出)可以用来相对于辐射束4的光路精确定位掩模8，例如在掩模库中机械检索掩模之后或在扫描时。一般来说，掩模台6的移动可以借助于长行程模块(粗定位)和短形成模块(精确定位)来实现，这些模块形成第一定位器10的一部分。同样，衬底台WT的移动可以利用长行程模块和短行程模块来实现，这些模块形成第二定位器16的一部分。在分档器(与扫描器相反)的情况下，掩模台6可以仅连接到短行程致动器，或可以是固定的。掩模8和衬底14可以利用掩模对准标记M1，M2和衬底对准标记P1，P2对准。虽然衬底对准标记如图所示占据着专用的目标部分，但它们可以位于目标部分之间的间隙中(这即是已知的划线对准标记)。同样，在掩模8上设置有不止一个电路小片的情况下，掩模对准标记可位于电路小片之间。

图1B示出根据图1A的衬底台座St(也称为衬底卡盘)。台座St包括第二定位器16的非静止部分，镜面部件MB，安装在镜面部件MB上的衬底台WT。在这个示例中，镜面部件MB具有镜式干涉仪，镜式干涉仪被设置为与干涉仪协同工作，用于测量镜面部件MB的位置。

设置第二定位器16对镜面部件MB和衬底台MT定位。第二定位器16包括短行程模块(其具有短行程电动机ShM)，和长行程模块(其具有长行程电动机LoM)。

长行程电动机LoM包括安装在固定框架或平衡块(未示出)上的静止部分LMS，和相对于静止部分可移动的非静止部分LMM。短行程电动机ShM包括第一非静止部分SMS(其可被安装到长行程电动机的非静止部分LMM)，和第二非静止部分SMM(其可被安装到镜面部件MB)。

应该注意到，掩模台6和第一定位器10(参见图1A)的结构可以与图1B中所示结构相同。

所谓的双台座(多台座)机器可以配置所述的两个(或多个)台座。每个台座可以具有目标台(例如衬底台WT)。在这样的配置中，准备步骤，例如测量设置在目标台之一上的衬底的高度图，可以与对设置在另一目标台上的衬底曝光同时执行。为了对在先已被测量的衬底曝光，台座的位置可以从测量位置改变到曝光位置(反之亦然)。作为替换，目标台可以从一个台座移动另一个台座。

图1A中的设备可以在以下至少一种方式下使用：

1.在步进模式中，掩模台6和衬底台WT基本上保持静止，同时将赋予辐射束的整个图案一次投射到目标部分C上(即单次静止曝光)。然后将衬底台WT向X和/或Y方向移动，以便使不同的目标部分C曝光。在步进模式中，曝光区域的最大尺寸限制单次静止曝光中所成像的目标部分C的大小。

2.在扫描模式中，同步地对掩模台6和衬底台WT进行扫描，同时将赋予辐射束的图案投射到目标部分C上(即单次动态曝光)。衬底台WT相对于掩模台6的速度和方向可以由投射系统18的(缩小率)放大率和图像反转特性来确定。在扫描模式中，曝光区域的最大尺寸限制着单次动态曝光中目标部分的宽度(在非扫描方向上)，而扫描移动的长度确定了目标部分的高度(在扫描方向上)。

3.在另一种模式中，掩模台6基本保持静止以便固定可编程构图器件，移动或扫描衬底台WT，同时将赋予辐射束的图案投射到目标部分C上。在此模式中，通常采用脉冲辐射源，并根据需要，在每次移动衬底台WT之后或在扫描中的连续辐射脉冲之间，更新可编程构图器件。这种工作模式可以容易的应用到使用可编程构图器件，例如上述类型的可编程镜面阵列的无掩模光刻技术中。

也可以采用上述使用方式的组合和/或变形或完全不同的使用模式。

图4是图1A所示光刻设备的驱动装置和台座结构的实施例的顶视示意图。该部分由图1A中LL线所示的平面限定。光刻设备包括第一测量站32.1，第二测量站32.2，以及设置在测量站32.1，32.2之间的曝光站34。

在图2中，提供测量站32的侧视示意图。测量站由承载测量架38的底座36支撑。底座36直接放置在工厂的地板上。底座36和测量架38通过隔离设备40动态隔离(隔离设备40可以是无源隔离设备，例如空中固定件，或者是有源隔离设备，例如气动活塞或气动联合件)。由于动态隔离，可以防止底座的碰撞或其他干扰运动转移到测量架中(该干扰至少将大量减小)。测量架和与其连接的元件有时被称作“无声世界”。

图2还示出支撑衬底14和测量系统44的(衬底)台座42，其包括高度测量传感器46和位置传感器30。在这个示例中，位置传感器30可以用6个自由度测量台座42的位置。测量系统44由测量架承载，并且是无声世界的一部分。传感器46，30可以用于测量由台座42支撑的衬底14的特性(高度图)。高度图在曝光期间使用，曝光在曝光站34中进行。

用于测量站座42的位置的位置传感器30可以是干涉仪传感器48.1，其能够将干涉仪测量光束50导向连接在台座42上的镜式干涉仪52。作为替换，位置传感器可以是用于测量台座42的位置的编码器系统48.2。然而，这里要注意由于干涉仪和编码器的组合，干涉仪系统也可能比编码器测量到不同的参数。

在图2所示的示例中，编码器系统48.2是与测量架38相连的编码器板。台座42设有编码器头54，其可以与编码器板48.2协同工作，用于测量台座42的位置。注意编码器板具有断面，使得高度测量传感器46引导测量光束通过衬底8的表面上的断面，用于测量衬底表面的高度。优选地，台座42的上表面的每个转角(在转角处或转角附近)具有编码器头54。用编码器系统48.2可以在断面下的任何位置测量台座的位置。

图3是曝光站34的侧向示意图。曝光站34由底座36支撑。底座承载测量架38，测量架38通过隔离设备40与底座36动态隔离。投射系统18经由支持件56(支持件56可以是动态隔离设备)，被测量架38支撑。在这个示例中，测量架38承载位置传感器30(干涉仪48.1和/或编码器系统48.2，由此需要注意编码器系统设有用于投射系统18的断面)。然而，应该注意到位置传感器30还可以由投射系统18承载(或，等效地，由连接到投射系统18的框架承载)。

如果位置传感器30是编码器板48.2，则该编码器板可以在曝光站34和测量站32延伸。在一个先进的实施例中，只有一个编码器板，其从测量站32完全延伸到曝光站34。

标线台或掩模台6设置在投射系统18上面。标线台的位置和掩模/标线的位置通过测量系统60测量。为了将掩模/标线与投射系统下的衬底14对准，测量系统60与位置传感器30协同工作。通常根据零点传感器和TIS对准技术(参见EP1510870的说明)执行掩模/标线与衬底的对准。为了应用TIS对准，需要(作为TIS测量装置的起始点的粗略指示)知道衬底相对于底座36的位置在某一精确度内，使得衬底在TIS传感器的捕捉范围内。

通常，干涉仪传感器测量相对位置(通过计算条纹)。为了经由干涉仪传感器获得绝对位置测量值，可以通过所谓的“调零操作”将干涉仪传感器调零，这意味着为了获得绝对位置测量值，要定义一个参考点。在多台座设备中定义一个参考点特别有意义，因为在这种设备中经常发生一台座遮蔽另一台座而出现已经定义的参考点丧失的情况。如果这种情况发生，需要定义一个新的参考点(根据新的调零操作)，而定义该必须定义的参考点会耗费时间并降低产量。然而，应用编码器板可得到绝对值测量系统，其减小或甚至不需要调零操作，有益于产量。而且，如果编码器板具有高精确度，TIS对准本身的频率也可以降低或甚至不进行TIS对准(至少部分被编码器测量取代)，从而使得相应设备的产量进一步增长。

如图4所示，支撑衬底的台座可以在位于一方的测量站32.1，32.2和位于另一方的曝光站34之间交换。此后将对此更详细地说明。图4是两个导槽62.1，62.2的示意图，该两个导槽在水平面沿第一方向(X-方向)延伸。导槽62连接到底座36，但是，优选将导槽62连接到与所述底座36、测量架38以及投射透镜18完全分离的(因此没有动态连接)机架。

各个导槽62连接到元件64，元件64可以通过定位系统的电动机，在第一方向沿导槽62移动。在图4的结构中，每个台座42.1，42.2被连接到两个元件64。每个台座可通过元件64中的电动机在水平面Y方向(其基本垂直于第一方向)移动。在优选实施例中，导槽62和/或元件64中的电动机与平衡块协同工作，以减小反作用力的影响。台座42.1，42.2经由空气轴承被底座36支持，该空气轴承在底座36和台座42.1，42.2之间形成动态隔离。应该注意到，可用平面电动机结构替换上述驱动结构。

在图4的结构中，台座不能彼此通过。因此，属于该结构的光刻设备的工作顺序如下所示。衬底14.1被提供在第一台座42.1上，经由第一衬底运输途径到第一测量站32.1。然后，该衬底在测量站32.1中被测量(参见图2，测量系统44，产生高度图)，同时在水平面中被扫描(为进行该扫描，台座42.1沿水平面移动)。在图4的示例中，台座42.1，42.2的位置通过干涉仪系统48.1测量。接下来，台座被转移到曝光站34，以对台座42.1支持的衬底14.1曝光。曝光根据所测的衬底14.1的高度图进行，其中支撑衬底的台座42.1由定位系统定位。(应该注意到在投射系统18下，所述电动机可以用6个自由度定位台座，但是在一个有限范围内)。同时，另一个台座42.2在第二测量站32.2，并支撑被测衬底14.2。经由第二衬底运输途径提供衬底14.2。在进行衬底14.1曝光之后，具有被曝光衬底的台座42.1移动到第一测量站32.1，被曝光衬底14.1经由第一衬底运输途径运输，并且要被测量的新衬底经由第一衬底运输途径被设置在台座42.1上。同时由台座42.2支撑的衬底14.2被曝光。该顺序按此方式继续。显然该结构需要两个衬底运输途径。

应该注意到干涉仪的光束有时必须桥接在干涉仪系统和连接到台座的镜式干涉仪之间的相对较大的距离(参见图4，X方向的干涉仪光束)。这降低了在这个方向上的测量精确度，因为空气中的气压变动干扰干涉仪测量光束(随着距离增长，这种影响增大)。应用上述编码器系统48.2可以消除这种缺陷，并得到较高的测量精确度。

图6是图1的LL线定义的另一双台座构思的顶视示意图。在该构思中，具有衬底42.1，42.2的台座可以在测量站32和曝光站34之间交换。该构思具有两个导槽62.1，62.2，其在水平面沿第一方向(X方向)延伸。导槽62与底座36连接，但是，优选将导槽62连接到与所述底座36、测量架38以及投射透镜18完全分离(因此没有动态连接)的机架。每个导槽62承载一个元件64，其可依靠由定位系统控制的电动机(为定位系统的一部分)，沿导槽62在第一方向(X方向)移动。在这个示例中，元件64是T型元件，其是所谓“T-驱动装置”的一部分。每个台座42.1，42.2连接到一个T-元件64，其中T-元件64可以通过存在于元件64中的电动机移动台座，台座在Y方向与T-元件相连。电动机(优选为定位系统的一部分)由定位系统控制。在优选实施例中，为了减小反作用力的影响，导槽62和/或元件64中的电动机与平衡块协同工作。应该注意到，台座42.1，42.2经由动态隔离的空气轴承，被底座36支撑。

根据图6的双台座构思，允许当在测量站32和曝光站34之间移动时，台座42.1和42.2可以彼此通过。该基于T-驱动装置的构思不需要台间调换(与US5,969,441中所述的H-驱动装置构思形成对比)。因此由于可能连续移动台座，而不用停下来进行调换，可以获得相对高的产量。

平面电动机结构可以用于替换所述“T-驱动系统”(图6中的导槽62.1，62.2和T-元件64)。根据平面电动机结构，光刻设备设有具有线圈和/或磁铁(平面电动机的第一部分)的机架，使得定位系统可以在测量站32和曝光站34之间移动每个所述台座42.1，42.2。这样的平面电动机还可以用于在曝光站34以6个自由度定位台座。机架可以是底座36的一部分，则线圈和/或磁铁集成到底座36中，或机架从底座36分离(动态隔离)。平面电动机由定位系统控制。

根据本发明的光刻设备的实施例，在透射系统18的最后光学(透镜)元件与衬底14的目标部分(图3)之间提供浸液。使用浸液的优点是在曝光期间，与没有浸液的参照系统相比，更小结构的图案可以从标线或掩模转移到衬底14。具有液体限制系统的光刻设备将液体限制在投射系统的最后元件与衬底之间。液体限制系统包括所谓的浸没罩68(参见图9)。在通过浸没罩68照明期间，浸液可被保持在适当位置。浸没罩68包括机械接触式密封装置和/或还包括非接触式密封装置，其基于将高压气流导向被限制的液体(组合是可能的)而进行工作。

在衬底曝光后，支撑衬底的台座必须移开，例如朝向测量站。因为希望浸液66被保持在投射系统18的最后元件下的适当空间，在台座可以从浸液66的空间之下的位置移开之前，必须执行专门的测量。一种可能的方法是使用分离的封闭圆盘或分离的小封闭台座(不能支撑衬底)，封闭在底部的空间，直到支撑要被曝光的衬底的台座取代封闭圆盘/封闭台座。

然而，所述封闭圆盘/封闭台座造成额外的操作，其耗费大量时间，并大大降低光刻设备的产量。

因此，本发明的一个方面是消除对封闭圆盘(或封闭台座)的需要，并提供一种光刻设备，其中，构建并设置台座使其相互协作，以便于执行连接扫描移动，用于将该设备从第一位置带到第二位置，其中在第一位置，所述液体被限制在所述台座中的第一台座支撑的第一衬底和最后元件之间，在第二位置所述液体被限制在两个台座中的第二台座支撑的第二衬底和最后元件之间，从而在连接扫描移动过程中，液体基本被限制在关于最后元件的所述空间内。

所述台座42.1，42.2的连接扫描移动在图9中示出(箭头71指示台座关于投射系统18的移动方向)。执行连接扫描移动，使得液体66被限制在最后的透镜元件70之下的空间中。在空间的底部，台座42.1，42.2限制液体66。在侧面是浸没罩(优选在相对于投射系统18基本上固定的位置)，其限制液体66。

在先进的实施例中，第一台座42.1和第二台座42.2分别具有各自的浸没横向边缘72.1，72.2(位于相应台座的侧面或侧面附近，参见图9)，其中浸没横向边缘被构建并设置为在连接扫描移动中彼此协同工作。优选每个浸没横向边缘72包括一个或多个基本平坦光滑的表面。因此，可以以这样的方式执行连接扫描，从而在不同浸没横向边缘的平面之间获得定义好的空间(例如由并行平面定义的空间)。在图9中，提供一个示例，其中在连接扫描移动期间，协同工作的浸没横向边缘定义相互间距离为D的空间。

图10中示出了不同形状的浸没横向边缘72.1，72.2。在图10中，台座42.1示出的浸没横向边缘具有垂直平面A、水平平面B和垂直平面C。这些平面被构建为分别与浸没横向边缘72.2的平面D，E，F协同工作。

根据本发明的光刻设备包括控制系统(利用反馈或前馈循环)，其被馈给台座(测量值由测量系统44测得)的位置测量值(实际上术语位置测量值包括位置，速度，加速度和/或脉动测量值)，用于计算相应电动机的设定点信号。在台座的连接扫描移动期间，电动机根据设定点信号被定位系统控制，使得各个浸没横向边缘的平面间的相互固定距离D对应预定函数。可以选择预定函数，使得浸没横向边缘之间的空间与液体通道参数成函数关系(参见以下的进一步说明)。

根据光刻设备的实施例，构建并设置定位系统，以控制电动机，用于移动台座，使得台座42.1在连接扫描移动期间轻轻推动台座42.2。同此，定位系统的控制系统(利用反馈或前馈循环)被馈给台座(测量值由测量系统44测得)的位置测量值(实际上术语位置测量值包括位置，速度，加速度和/或脉动测量值)，并计算设定点信号用于相应电动机。接下来，电动机根据设定点信号被定位系统控制，使得各个浸没横向边缘的平面间的相互固定距离D基本为0。

根据光刻设备的优选实施例，构建并设置定位系统，以控制电动机，用于移动台座，使得在连接扫描移动期间，所述相互距离D大于0，小于1毫米。优选的相互距离D在0.05毫米至0.2毫米之间。如果台座之一设有导向和来自浸没横向边缘的开口的通道系统74，在这个距离范围的距离D特别有利，其中通道系统74被构建并设置用于在连接扫描移动期间沿浸没横向边缘产生气流和/或液流。该气流和/或液流的产生对减少在浸液66中气泡(气泡劣化在衬底上的图案投影)的产生很重要。稳定且良好地控制距离D使得得到稳定良好的顺流，从而在连接扫描移动期间避免在浸液中产生气泡。

通道系统74的应用使得从台座42下产生(在连接扫描移动期间)气流(参见图11的示例中的指示G)，以及从台座上产生液流(参见图11的示例中的指示L)。然后，气体和液体的混合物经由通道系统74排出(参见指示L/G)。柔性管可被连接到台座(的通道系统74)，用于进一步传输混合物L/G。

在图11的示例中，每个台座42.1，42..2分别具有通道系统74.1，74.2，其中每个通道系统分别导向浸没横向边缘72.1，72.2的平面中的开口。在图10的示例中，仅台座42.2设有通道系统74，其中通道系统74在导向浸没横向边缘72.2的表面E中具有三个开口。在通道系统74中的小箭头示出在连接扫描移动期间L/G流的方向。

图10，13，14示出台座42.1，42.2被提供在浸没横向边缘72.1，72.2之下的水槽76.1，76.2。该水槽在连接扫描移动之前，期间和之后，能够汇集沿浸没横向边缘滴下的液体。原则上仅用一个水槽连接到台座之一，足够汇集连接扫描移动期间的液体。

所述干涉仪系统48.1使用连接到台座的镜式干涉仪，用于位置测量。在图4的示例中，将台座上的镜式干涉仪52设置在浸没横向边缘的侧面，对干涉仪系统48.1没有意义。然而，对于图6中的驱动装置和台座结构，使台座上的镜式干涉仪52位于浸没横向边缘的侧面是有利的(例如可具有相对短的干涉仪光束距离，这通常导致相对高的测量精确度)。这也支持图8的结构，例如在台座42.1处于测量站34的位置(浸没横向边缘在正X方向的一侧，并且在左X方向侧是相对长的干涉仪光束路径)。在这些情况中，优选台座在浸没横向边缘设有镜式干涉仪52。应该注意到在连接扫描移动期间，镜式干涉仪被(液流)污染的机会和/或产生损害的机会比其他镜式干涉仪大得多。因此，如图12所示，将镜式干涉仪关于浸没横向边缘错开是有利的。作为替换，镜式干涉仪52被设置在台座的保护性凹槽中，图13所示。另一种替换是将镜式干涉仪52设置在所述用于汇集液体(以及可能的污染物)的水槽76之下。图14示出上述手段的组合，其中镜式干涉仪相对于浸没横向边缘72错开并设置在水槽76之下。这样，干涉仪保持清洁，并不会被损坏，使得测量系统的性能可靠。

虽然在本文中，将光刻设备用于集成电路的制造作为具体参考，可以理解此处所述光刻设备可具有其他应用，例如制造集成光学系统，用于磁畴存储器的引导和检测图案，平面显示器，液晶显示器(LCD)，薄膜磁头，等。本领域技术人员将理解，在这些可替换的应用中，任何使用的术语“晶片”或“电路小片”被认为是分别与更通用的术语“衬底”或“目标部分”同义。此处所指衬底，可以在曝光之前或之后进行加工，例如在轨迹器(典型地将抗蚀剂层应用到衬底上并对曝光抗蚀剂显影的工具)，测量工具和/或检验工具中。在可适用处，此处公开的光刻设备可应用到这些或其他衬底加工工具。而且，衬底可被加工不止一次，例如为了生成多层IC，从而此处所用术语衬底还指代已包含多层被加工层的衬底。

虽然在上面已经对利用光刻技术的上下文中的本发明的实施例作了具体参考，可以理解本发明可以用于其他应用，例如平版印刷，以及本文所允许的应用，不限于光刻。在平版印刷中，在构图器件中的表面图案定义形成在衬底上的图案。构图器件的表面图案可被压印到提供在衬底上的抗蚀剂层中，在该衬底上抗蚀剂通过电磁辐射，加热，加压或以上方式的组合硬化。在抗蚀剂硬化后，构图器件从抗蚀剂移开，并在抗蚀剂上留下图案。

此处所用术语“辐射”和“光束”包括电磁辐射的所有类型，包括紫外(UV)辐射(例如具有约365，355，248，193，157或126纳米的波长)和超紫外(EUV)辐射(例如具有5-20纳米范围内的波长)，和粒子束，如离子束或电子束。

术语“透镜”，本文中允许其指代任何一种或多种类型光学元件的组合，包括折射、反射、磁、电磁和静电光学元件。

由于上面已经描述了本发明的具体实施例，应当理解除了所述之外，本发明也能实施。例如，本发明可以采用包含一个或多个描述了上面公开的方法的机器可读指令序列的计算机程序的形式，或具有这样的计算机程序存储在其中的数据存储媒介(例如半导体存储器，磁或光盘)。

上面的描述倾向于是说明性的，而不是限制性的。因此，对于该领域的技术人员可以对所述的发明作出修改，而不超出所附的技术方案的范围。

Claims (18)

1.一种光刻设备，包括：

支撑结构，用于支撑构图器件，该构图器件能够将在其截面上的图案赋予辐射束，以形成所构图的辐射束；

测量系统，用于在设备的测量站中测量衬底参数；

投射系统，用于在设备的曝光站中，将该所构图的辐射束投射到衬底上；

液体限制系统，用于将液体限制在投射系统的最后元件和衬底之间；

定位系统和至少用于支撑衬底的两个衬底台座，其中构建定位系统用于在测量站和曝光站之间移动台座，其中在曝光站进行曝光期间，根据那个衬底的至少一个测量参数，定位系统对支撑衬底的台座之一定位；

其中，构建并设置台座使其相互协作，以便于执行连接扫描移动，用于将该设备从第一位置带到第二位置，其中在第一位置，所述液体被限制在所述台座中的第一台座支撑的第一衬底和最后元件之间，在第二位置所述液体被限制在两个台座中的第二台座支撑的第二衬底和最后元件之间，从而在连接扫描移动过程中，液体基本被限制在相对于最后元件的所述空间内。

2.根据权利要求1所述的光刻设备，其中第一台座和第二台座中的每一个在台座的侧面或侧面附近具有浸没横向边缘，该浸没横向边缘被构建并设置为在连接扫描移动期间，与另一台座的浸没横向边缘协同工作。

3.根据权利要求2所述的光刻设备，其中每个浸没横向边缘包括基本平坦的表面。

4.根据权利要求2或3所述的光刻设备，其中定位系统被构建并设置用于在各个台座的所述连接扫描移动期间对各个台座定位，使得它们的各个浸没横向边缘基本保持相互固定的距离，由此该距离在0至1毫米范围内，其中优选该距离为0.1毫米。

5.根据权利要求2-4之一所述的光刻设备，其中至少一个台座被配备在台座的浸没横向边缘的表面具有开口的通道系统，其中该通道系统被构建并设置用于在连接扫描移动期间，沿浸没横向边缘产生气流和/或液流。

6.根据权利要求2-5之一所述的光刻设备，其中至少一个台座在其浸没横向边缘下配备水槽，其中水槽能够汇集沿浸没横向边缘滴下的液体。

7.根据权利要求2-6之一所述的光刻设备，其中两个台座中至少一个在浸没横向边缘附近设有镜式干涉仪，其中将镜式干涉仪关于浸没横向边缘错开，并且优选的，镜式干涉仪被设置在台座的凹槽中，以保护镜式干涉仪不受污染和/或损坏。

8.根据权利要求2-7之一所述的光刻设备，其中两个台座中至少其中之一在浸没横向边缘附近被配备镜式干涉仪，其中镜式干涉仪被设置在所述水槽之下，以保护镜式干涉仪不受污染。

9.根据前述权利要求之一所述的光刻设备，其具有位于第一测量站和第二测量站之间的一个曝光站，使得通过第一测量站测量的衬底和通过第二测量站测量的衬底可交替送到曝光站。

10.根据前述权利要求之一所述的光刻设备，其具有承载测量架的底座，测量架支持测量系统和投射系统，其中测量架和底座动态隔离，并且其中测量系统包括至少一个编码器板，用于与设置在台座之一上测量该台座位置的编码器头协同工作。

11.根据权利要求10所述的光刻设备，其中至少一个编码器板在曝光站和测量站中延伸。

12.根据权利要求10或11的光刻设备，其中光刻设备被提供优选与底座分离的机架，其中机架设有平面电动机的第一部分，该平面电动机的第一部分与平面电动机的第二部分分别在各自的台座协同工作，其中定位系统被构建并设置以控制平面电动机，以在测量站和曝光站之间，以6个自由度定位所述台座。

13.根据权利要求10或11的光刻设备，其中光刻设备被提供优选与底座分离的机架，其中该机架具有两个在水平面中在第一方向延伸的基本平行的导槽，其中每个导槽与一个可以依靠电动机沿导槽移动的元件连接，并且其中每个元件依靠电动机与台座连接，该电动机用于在水平面的与第一方向垂直的第二方向移动台座，其中定位系统被构建并设置用于控制电动机，以便于在平面内移动台座。

14.一种光刻设备，包括：

支撑结构，用于支撑构图器件，该构图器件能够将在其截面上的图案赋予辐射束，以形成所构图的辐射束；

测量系统，用于在设备的测量站中测量衬底参数；

投射系统，用于在设备的曝光站中，将该所构图的辐射束投射到衬底上；

定位系统和至少两个台座，用于支撑衬底，其中构建定位系统用于在测量站和曝光站之间移动台座，其中在曝光站进行曝光的过程中，根据那个衬底的至少一个测量参数，定位系统对支撑衬底的台座之一定位；

承载测量架的底座，该测量架支持测量系统和投射系统，其中测量架与底座动态隔离，并且其中测量系统包括在测量站和曝光站中延伸的编码器系统，用于测量台座位置。

15.根据权利要求14的光刻设备，其中编码器系统包括至少一个与测量架或投射系统连接的编码器板，其中该至少一个编码器板被构建并设置用于与设置在台座之一上测量该台座位置的编码器头协同工作。

16.一种光刻设备，包括：

支撑结构，用于支撑构图器件，该构图器件能够将在其截面上的图案赋予辐射束，以形成所构图的辐射束；

测量系统，用于在设备的测量站中测量衬底参数；

投射系统，用于在设备的曝光站中，将该所构图的辐射束投射到衬底上；

定位系统，用于定位光刻设备的至少两个衬底台座，其中台座被构建用于支撑衬底；

机架，其配备有平面电动机的第一部分，该平面电动机的第一部分与平面电动机的第二部分分别在各自的台座协同工作，其中定位系统被构建并设置以控制平面电动机，用于在测量站和曝光站之间移动台座，并且根据台座上的衬底的至少一个测量参数，在曝光站中以6个自由度移动各个台座，其中机架被构建并设置以允许当在测量站和曝光站之间移动时，台座彼此通过。

17.一种光刻设备，包括：

支撑结构，用于支撑构图器件，该构图器件能够将在其截面上的图案赋予辐射束，以形成所构图的辐射束；

测量系统，用于在设备的测量站中测量衬底参数；

投射系统，用于在设备的曝光站中，将该所构图的辐射束投射到衬底上；

定位系统和至少两个台座，用于支撑衬底，其中构建定位系统用于在测量站和曝光站之间移动台座，其中在曝光站进行曝光期间，根据那个衬底的至少一个测量参数，定位系统对支撑衬底的台座之一定位；

具有两个在水平面中在第一方向延伸的基本平行的导槽的机架，其中每个导槽与一个可以依靠电动机沿导槽移动的元件连接，并且其中每个元件依靠电动机与台座连接，该电动机用于在水平面的与第一方向垂直的第二方向移动台座，其中定位系统被构建并设置用于控制电动机，以便于在平面内移动台座，其中机架被构建并设置以允许当在测量站和曝光站之间移动时，台座彼此通过。

18.一种应用根据前述权利要求之一的光刻设备制造的光刻产品。

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