CN1987657A - 光刻设备和制造器件的方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种光刻设备。该设备包括保持衬底的衬底台。衬底台是可移动的，以便在衬底测量位置和衬底处理位置之间传送衬底。该设备还包括测量系统，用于在衬底台将衬底保持在测量位置中时测量衬底的至少一个方面或特性。测量系统用于将至少一个测量束和/或测量场向衬底的表面引导。投影系统用于在衬底台将衬底保持在衬底处理位置中时将已构图的辐射束投射到衬底的目标部分上，并且调节系统用于将调节流体提供到测量系统的测量束和/或测量场路径的至少一部分，以调节该部分路径。

Description

光刻设备和制造器件的方法
技术领域
本发明涉及光刻设备和制造器件的方法，且涉及由此制造的器件。
背景技术
光刻设备是将所需图形施加到衬底上，通常为衬底的目标部分上的机器。例如，光刻设备可以用于集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可称为掩模或标线的构图装置可以用于产生将形成在IC单层上的电路图形。该图形可以转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一个或几个管芯的部分)上。通常通过在提供于衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上成像来转移图形。通常，单个衬底包括依次构图的相邻目标部分的网络。已知的光刻设备包括所谓的步进机和所谓的扫描器，在步进机中通过将整个图形一次曝光在目标部分上来辐射每个目标部分，在扫描器中通过在给定方向(“扫描”方向)上通过辐射束扫描图形来辐射每个目标部分同时同步地平行或反平行于该方向扫描衬底。还可以通过将图形刻印在衬底上把图形从构图装置转移到衬底。
在已知设备中，衬底可以通过衬底台保持在测量位置中，以便测量衬底的某些方面，例如检测衬底的位置和/或定向。例如，衬底的测量或检测可以使用一个或多个测量束，通过一个或多个传感器来远程进行。在测量衬底的某些方面之后，衬底台可以移动以便将衬底传送到可以通过构图的辐射束来辐射衬底的位置。一个或多个衬底方面(例如：衬底相对于衬底台的位置和/或定向)的测量结果例如可以用于将构图的辐射束聚焦和/或引导到衬底的所需部分上，以便相对于辐射束定位衬底台，和/或以不同方式。
发明内容
需要改善设备，其中该设备可以以高精确度制造具有小特征的器件。
根据本发明的实施例，提供一种光刻设备，其包括保持衬底的衬底台。衬底台是可移动的，以便在衬底测量位置和衬底处理位置之间传送衬底。测量系统用于在衬底台将衬底保持在测量位置中时测量衬底的至少一个方面和/或特性。测量系统用于将至少一个测量束和/或测量场向衬底的表面引导。投影系统用于在衬底台将衬底保持在衬底处理位置中时将已构图的辐射束投射到衬底的目标部分上。调节系统用于将调节流体提供到测量系统的测量束和/或测量场路径的至少一部分，以调节该部分路径。
根据本发明的实施例，提供一种光刻投影设备，其包括用于保持衬底的衬底台。衬底台是可移动的，以便在衬底测量位置和衬底处理位置之间传送衬底。测量系统用于在衬底台将衬底保持在测量位置中时测量衬底的至少一个方面和/或特性。测量系统用于将至少一个测量束和/或测量场向衬底的表面引导。投影系统用于在衬底台将衬底保持在衬底处理位置中时将已构图的辐射束投射到衬底的目标部分上。该设备还包括空间填充体和/或空间密封体，其包括与衬底测量位置相对并在测量位置附近延伸的流体流动控制表面。流体流动控制表面基本上平行于保持在衬底测量位置中的衬底的衬底表面延伸。空间填充体和/或空间密封体用于将调节流体引导到测量系统的测量束和/或测量场路径的至少一部分。该路径部分在流体流动控制表面和衬底表面之间延伸。
根据本发明的实施例，提供一种器件制造方法，包括：将衬底保持在测量位置，使用向衬底表面发射的至少一个测量束和/或测量场检测保持在测量位置的衬底的至少一个方面、特性、位置和/或定向。该方法还包括将调节流体引导到测量束和/或测量场路径的至少一部分以调节路径的该部分，并移动衬底台以便在检测衬底的至少一个方面、特性、位置和/或定向之后将衬底从测量位置传送到处理位置。
并且，本发明的实施例提供一种光刻设备，其包括用于保持衬底的衬底台。衬底台是可移动的，以便在衬底测量位置和衬底处理位置之间传送衬底。测量系统用于在衬底台将衬底保持在测量位置中时测量衬底的至少一个方面和/或特性。测量系统用于将至少一个测量束和/或测量场向衬底的表面发射。投影系统用于在衬底台将衬底保持在衬底处理位置中时将已构图的辐射束投射到衬底的目标部分上。该设备还包括空间填充体和/或空间密封体，其包括与衬底测量位置相对并在测量位置附近延伸的流体流动控制表面。该设备进一步包括热调节空间填充体和/或空间密封体的系统。
并且，本发明的实施例提供一种使用根据本发明实施例的设备或方法制造的器件。
附图说明
现在将参考示意附图，仅以示例方式描述本发明的实施例，其中相应的参考符号表示相应的部分，且其中：
图1示意性地示出了根据本发明实施例的光刻设备；
图2示意性地示出了图1所示设备一部分的横截面；
图3示意性地示出了图1和2所示设备的空间填充体和/或空间密封体的底视图；
图4示意性地示出了通过图3的线IV-IV的横截面；
图5示出了图4的细节Q；以及
图6是可选实施例的类似于图3的图。
具体实施方式
图1示意性地示出了根据本发明实施例的光刻设备。该设备包括：用于调节辐射束PB(例如，UV辐射或其他辐射)的照明系统(照明器)IL；用于支持构图装置(例如，掩模)MA并连接到根据特定参数精确定位构图装置的第一定位器PM的支撑结构(例如，掩模台)MT；保持衬底(例如，涂有抗蚀剂的晶片)W并连接到根据特定参数精确定位衬底的第二定位器PW的衬底台(例如，晶片台)；以及用于将通过构图装置MA赋予到辐射束PB的图形投射到衬底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)PL。
照明系统可以包括各种类型的光学部件，例如折射的、反射的、磁的、电磁的、静电的或其他类型的光学部件，或者它们的任意组合，用于引导、成形或控制辐射。
支撑结构支撑，即，承担构图装置的重量。支撑结构以依赖于构图装置的定向、光刻设备的设计和诸如构图装置是否被保持在真空环境中的其他条件的方式保持构图装置。支撑结构可以利用机械、真空、静电或其他夹紧技术来保持构图装置。支撑结构可以是框架或平台，例如，如果需要其可以是固定的或可动的。支撑结构确保构图装置处于期望位置上，例如，相对于投影系统。在此任意使用的术语“标线”或“掩模”可以认为与更普通的术语“构图装置”同义。
在此使用的术语“构图装置”应当广泛地解释为表示可以用来在辐射束的横截面中赋予图形以便在衬底的目标部分中产生图形的任何装置。应当注意到赋予到辐射束的图形可以不完全与衬底的目标部分中期望的图形相应，例如该图形包括相移特征或所谓的辅助特征。通常，赋予到辐射束的图形将与目标部分中制造的器件的特定功能层例如集成电路相对应。
构图装置可以是透射的或反射的。构图装置的例子包括掩模、可编程镜面阵列和可编程LCD面板。掩模是光刻中众所周知的，且包括诸如二元的、交替相移的和衰减相移的掩模类型以及各种混合掩模类型。可编程镜面阵列的例子采用小镜面的矩阵布置，每个小镜面可以单独倾斜以便在不同方向上反射入射的辐射束。倾斜镜面在由镜面矩阵反射的辐射束中赋予图形。
在此使用的术语“投影系统”应当广泛地解释为包括任何类型的投影系统，包括折射的、反射的、反折射的、磁的、电磁的和静电光学系统，或者它们的任意组合，只要其适于所用的曝光辐射或用于诸如使用浸没液体或使用真空的其他因素。在此任意使用的术语“投影透镜”可以认为与更普通的术语“投影系统”同义。
如在此所述的，设备是透射型的(例如，采用透射掩模)。可选地，设备可以是反射型的(例如，采用上述所称类型的可编程镜面阵列，或者采用反射掩模)。
光刻设备可以是具有两个(双级)或更多衬底台(和/或两个或更多掩模台)的类型。在这种“多级”机器中其他平台可以并行使用，或者在一个或多个平台上进行预备步骤，同时一个或多个其他平台用于曝光。
光刻设备还可以是以下类型，其中至少部分衬底可以被具有相对高折射率的液体覆盖，例如，水，以便填充投影系统和衬底之间的空间。浸没液体还可以应用于光刻设备的其他空间，例如，掩模和投影系统之间。浸没技术在用于提高投影系统数值孔径的领域中是公知的。在此使用的术语“浸没”不是指结构例如衬底必须淹没在液体中，，而是仅指液体在曝光期间位于投影系统和衬底之间。
参考图1，照明器IL接收来自辐射源SO的辐射束。例如当源为受激准分子激光器时，源和光刻设备可以是独立实体。在这种情况下，认为源不形成光刻设备的一部分，且辐射束借助束传送系统BD从源SO传递到照明器IL，该束传送系统BD例如包括合适的引导镜面和/或束扩展器。在其他情况下，例如当源为汞灯时，源可以是光刻设备的整体部分。如果需要，可以将源SO和照明器IL与束传送系统BD一起称为辐射系统。
照明器IL可以包括用于调节辐射束角强度分布的调节器AM。通常，至少可以调节照明器光瞳平面中强度分布的外部和/或内部径向范围(通常分别称作s-外和s-内)。此外，照明器IL可以包括各种其他部件，例如积分器IN和聚光器CO。照明器可以用于调节辐射束，使其在其横截面中具有期望的均匀性和强度分布。
辐射束PB入射到保持于支撑结构(例如，掩模台MT)上的构图装置MA上，并由构图装置构图。横穿掩模MA，辐射束PB穿过投影系统PL，该投影系统PL将束聚焦到衬底W的目标部分C上。借助于第二定位器PW和位置传感器IF(例如，干涉测量装置IF、线性编码器或电容传感器)，衬底台WT可以精确地移动，例如，在辐射束PB的路径中定位不同的目标部分C。类似地，第一定位器PM和另一位置传感器(未在图1中明确示出)可以用于相对于辐射束PB的路径来精确定位掩模MA，例如，在从掩模库中机械检索之后，或在扫描期间。通常，掩模台MT的移动可以借助于构成第一定位器PM一部分的长冲程模块(粗定位)和短冲程模块(细定位)来实现。类似地，衬底台WT的移动可以使用构成第二定位器PW一部分的长冲程模块和短冲程模块来实现。在步进机(与扫描器相对)的情况下，掩模台MT可以只连接到短冲程调节器或者是固定的。掩模MA和衬底W可以利用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准。
虽然所示的衬底对准标记占据专用目标部分，但它们可以位于目标部分之间的空间中(这就是已知的划片线对准标记)。类似地，在多于一个的管芯提供在掩模MA上的情况下，掩模对准标记可以位于管芯之间。
所述设备可以用于以下模式的至少一种中：
1.在步进模式中，掩模台MT和衬底台WT基本保持固定，同时将赋予辐射束的整个图形一次投射到目标部分C上(，即，单静态曝光)。然后衬底台WT在X和/或Y方向上移动以便可以曝光不同的目标部分C。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制了单静态曝光中成像的目标部分C的尺寸。
2.在扫描模式中，掩模台MT和衬底台WT被同步扫描，同时将赋予辐射束的图形投射到目标部分C上(即，单动态曝光)。衬底台WT相对于掩模台MT的速度和方向可以由投影系统PS的放大率(缩小率)((de-)magnification)和图像翻转特性来确定。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制了单动态曝光中目标部分的宽度(在非扫描方向上)，而扫描运动的长度确定了目标部分的高度(在扫描方向上)。
3.在其他模式中，掩模台MT基本保持固定地保持可编程构图装置，且衬底台WT被移动或扫描同时将赋予辐射束的图形投射到目标部分C上。在该模式中，通常采用脉冲辐射源，在衬底台WT每次移动之后或在扫描期间的连续辐射脉冲之间需要更新可编程构图装置。这种模式的操作容易应用于利用可编程构图装置的无掩模光刻，例如上述所称类型的可编程镜面阵列。
还可以采用上述模式的组合和/或变形或者完全不同的模式。
在图1所示的实施例中，衬底台WT是可移动的，以便将由台WT保持的衬底W至少从衬底测量位置传送到衬底处理位置。在图1中，将衬底W保持在处理位置的衬底台位置由WT(P)表示。将衬底W保持在衬底测量位置的衬底台位置由WT(M)表示。作为示例，测量位置可以远离投影系统的下游端E，而处理位置可以在投影系统的下游端E附近或与其相对。
当衬底台WT将衬底保持在由WT(P)表示的处理位置时，可以通过投影系统照射衬底W。特别地，当衬底在由WT(M)表示的测量位置时，不能通过投影系统曝光衬底。优选地，在衬底台从各个衬底测量区移动到各个衬底投影区期间，衬底W保持在衬底台WT上的相同位置中。
例如，衬底的测量位置和处理位置可以位于设备的相同内部部分或室中，例如，在设备的衬底区WZ中。作为示例，设备的中间框架部分3(例如度量框架部分)可以基本上将此内部设备区WZ与一个或多个其他设备区分开，例如，与投影系统区PZ分开。可选地，衬底的测量位置和处理位置位于不同区，例如，在测量位置位于设备外部的情况中。
所期望的衬底台位置WT(M)和WT(P)之间的衬底台WT的移动可以通过各种方式来进行，如本领域技术人员所清楚的。例如，这种移动的至少一部分可以借助于第二定位器PW、衬底台传送器和/或通过一个或多个其他输送机制来提供。在又一实施例中，衬底WT基本可以在单个虚平面或水平面(level)中从衬底测量位置移动到衬底处理位置。作为非限制性示例，在图1中，衬底台WT在基本水平的方向H或XY平面中是可移动的，以便在基本水平的方向上或沿XY平面将衬底从测量位置移动到处理位置，反之亦然。
在实施例中，设备可以提供有测量系统10、11、12，用于或能够在衬底台WT将衬底W保持在测量位置时测量衬底的至少一个方面和/或特性。已经在图中示意性地示出的这种测量系统可以以各种方式构造。在又一实施例中，测量系统10、11、12可以用于使用一个或多个测量束和/或测量场来测量或监控衬底。例如，在又一实施例中，测量系统10、11、12能够将一个或多个测量光束8、9向衬底W的表面引导或发射。例如，在该情况中，测量系统还可以用于检测由衬底表面反射的光束8、9的一个或多个部分。
应当注意，本申请中的术语“测量束和/或测量场”必须广泛解释。术语“测量束”可以包括电磁束、电子束、光束、粒子束、声束和/或不同类型的测量束。例如，测量场可以是电磁场或适于测量衬底的一个或多个方面的不同场。
例如，使用例如电磁、声学、电学和/或电容测量方法或不同类型的测量方法，测量系统可以用于测量衬底的至少一个方面和/或特性。类似地，术语“引导或发射”测量束和/或测量场应当广泛解释，与以上术语“测量束和/或测量场”的广泛解释一致。例如，测量系统可以包括电容调平(levelling)系统，和/或声学衬底高度监测系统。
在又一实施例中，测量束8、9的每一个可以是光束。这里，术语“光束”应当广泛解释。测量(光)束可以是合适的辐射束，其可以被要测量的衬底W的表面至少部分地反射。例如，测量束可以包括可见光范围内一个或多个波长的辐射光束，和/或具有一个或多个不同辐射波长的光束。
例如，测量系统可以用于测量衬底W相对于衬底支持器(或台)WT的位置和/或定向。衬底W的这种位置和/或定向可以包括衬底相对于衬底台的某种对准或未对准、在平行于衬底表面的方向上测量的一个或多个衬底位置、衬底的某种倾斜、某种旋转的衬底位置、相对于衬底表面垂直测量的衬底的水平、厚度和/或高度位置、以及/或其他衬底位置和/或定向。例如，测量系统可以用于提供数据，其可以用于以6个不同自由度检测衬底相对于衬底台的位置。并且，测量系统可以用于在台WT将衬底W保持在测量位置时检测衬底台WT的位置。此外，当台将衬底保持在测量位置时，测量系统可以提供有关于衬底台WT精确位置的(预定的)信息。设备可以包括控制装置，其可以控制测量系统，并可以利用测量结果计算或评估衬底的某些方面。这种控制装置未示出，对于本领域技术人员来说，怎样构造这种控制装置是显而易见的。
在实施例中，测量系统可以提供有一个或多个对准传感器12以检测提供在衬底W上的特定对准标记，用于检测衬底在特定平面(例如图1中的XY平面)中的位置。在图2中，示意性地示出了对准传感器12的实施例。对准传感器12可以用于向保持在测量位置的衬底W的表面发射一个或多个对准测量束9，并检测对准测量束9的反射部分。
并且，例如，测量系统可以提供有一个或多个水平传感器(levelsensor)10、11，用于检测保持在测量位置的衬底W的特定调平。在图2的实施例中，水平传感器包括多个水平测量束发射器10，用于发射多个基本平行的水平校准测量束8；和一个或多个水平测量束检测器11以检测水平测量束8的反射部分。如图2所示，对准测量束9和水平测量束8可以通过各个传感器10、11、12基本向衬底表面的相同部分引导。可选地，各测量束8、9可以向不同衬底部分引导。此外，如图2所示，所述水平测量束的入射角度(接近90°)可以显著大于所述对准测量束的入射角度(相对于衬底表面的法线测量入射角度)。
测量系统还可以提供有一个或多个其他传感器，例如提供有一个或多个平面编码器(未示出)。并且，在测量系统使用一个或多个测量场的情况下，测量系统可以包括一个或多个合适的场发生器，例如在测量场为电磁场的情况下包括一个或多个电磁场发生器，这对于本领域技术人员来说是显而易见的。
测量系统10、11、12可以提供远程传感装置，以便在通过投影系统照射衬底之前检测衬底W的位置和/或定向。特别地，衬底相对于衬底台的位置和/或定向的测量结果可以用于将已构图的辐射束聚焦和/或引导到衬底的期望部分上，以便相对于已构图的辐射束定位衬底台，或者以不同方式。在又一实施例中，在从测量或检测衬底位置/定向的测量系统10、11、12运行到使辐射束投射到衬底W上的投影系统期间，衬底W不再相对于衬底台WT重新定位。在这种情况下，本测量系统的测量结果因而不用于相对于衬底台WT(重新)对准衬底W。
可选地，在已构图的辐射束投射到衬底W上之前，测量系统的测量结果用于相对于衬底台(重新)对准衬底W。
在实施例中，设备还包括用于调节测量系统的测量束和/或测量场的至少部分路径的调节系统4、50。这种调节系统4的实施例在图1-5中示意性地示出。
在图1-5的实施例中，调节系统包括具有流体流动控制表面14的空间填充体和/或空间密封体4。流体流动控制表面14与衬底测量位置(参见图2)相对地延伸。布置流体流动控制表面14以便提供或密封相对窄的狭缝S，该狭缝具有保持在衬底测量位置的衬底W的至少衬底表面部分，该衬底表面部分背向(face away)衬底台WT并在使用期间接收测量系统的测量束8、9。在本实施例中，流体流动控制表面14基本平行于保持在衬底测量位置的衬底W的衬底表面延伸。在又一实施例中，流体流动控制表面14可以与位于测量位置的衬底的整个表面相对地延伸，并且可选地与相对的衬底台WT的至少部分表面相对地延伸。通过该方式，可以在衬底表面和空间填充体和/或空间密封体4之间提供相对长而窄的狭缝S。
同样，流体流动控制表面14可以以各种方式布置和构造。例如，除特别说明的其他情形之外(例如，涉及到应用用于发射和接收测量束的光孔和/或应用提供和/或去除或取出调节流体的流体出口和/或入口)，该表面可以是基本平坦、基本连续或不间断的表面。可选地，流体流动控制表面14可以被构形(profiled)，包括小的流体引导凹槽和/或包括某种凸纹(relief)，例如用于沿该表面14向期望方向引导流体。
同样，空间填充体和/或空间密封体4可以提供无源装置或阻挡，以防止环境流体达到测量束8、9的路径或减小环境流体到达这些路径的机会。特别地，这种环境流体可以是诸如气体或空气的流体，其通常存在于设备的所述衬底区WZ中。例如，这种环境流体可以包括来自于一个或多个气体喷头30的气体，该气体喷头30可以用于将气体引导到除衬底测量位置区域之外的设备的某些其他区域。作为示例，可以提供这种一个或多个气体喷头30以调节所述干涉测量装置IF(参见图1和2)的一个或多个干涉束IFB。此外，这种环境气体可以包括可以被拖曳(dragged)或吸入到衬底台WT后面的涡区(wake)中的气体或气体混合物，该涡区可由衬底台WT的某种快速移动(例如以一或多m/s的速度)引起。
空间填充体和/或空间密封体4可以以各种方式和各种材料构造。例如，该体4基本可以是固体、结构、板和/或元件，或者该体4可以是至少部分中空的体、结构、板和/或元件。并且，空间填充体和/或空间密封体4可以具有基本上流体密封的，或密封的外表面，除特别说明的其他情形外。在实施例中，空间填充体和/或空间密封体4安装到设备的中间框架部分3，该框架部分将例如衬底区WZ的内部区与设备的其他内部区分隔开。例如，空间填充体和/或空间密封体4可以整体连接或固定到设备的框架部分3，或与此设备部分3整体(inone piece)制造。空间填充体和/或空间密封体4可以由一种或多种金属、塑料、合金和/或这些或其他材料的组合构成。
在实施例中，在使用期间，体4的流体流动控制表面14和衬底表面之间的最近距离R(参见图2)，或流体流动控制表面14和衬底表面之间狭缝S的宽度R，小于约5mm。例如，流体流动控制表面14和衬底表面之间的最近距离R，或狭缝宽度R可以小于约1mm，或小于约10mm，或大于约5mm。
空间填充体和/或空间密封体4可以提供有一个或多个测量系统的所述传感器10、11、12和/或场发生器，如图2所示。此外，例如，在本实施例中，空间填充体和/或空间密封体4可以包括一个或多个测量束通道和/或测量束导体，特别是光通道和/或光导体5，以便通过体4的至少一部分、在传感器10、11、12和流动控制表面14之间传输测量系统的至少一个测量束。可选地，例如，在测量束不是光束而是例如声束或电容测量束的情况下，导体可以包括声或电容测量体，以便通过体的至少一部分和流动控制表面14传输至少一个测量束。对于本领域技术人员来说考虑相应的测量束如何构造测量束通道和/或测量束导体是显而易见的。
优选地，在本实施例中，至少一个光通道和/或光导体5提供固定的光传输介质。例如每个光通道和/或光导体5可以是固体光导体，例如包括玻璃或透明塑料。可选地，光通道和/或光导体5可以是填充有一种或多种透明流体、液体、气体或其混合物的中空通道，该通道在流动控制表面14处或附近被透明覆盖物封闭。
在本实施例中，调节系统4、50还用于通过讲调节流体F提供到测量系统光束的至少部分路径来提供有效调节，以便调节该路径部分，特别是用热方法、光学方法调节该路径部分。例如，调节流体可以是受控的气体或气体混合物，例如，超净空气、一种或多种惰性气体或不同流体，例如液体。并且，在又一实施例中，调节系统可以用于提供热调节的调节流体F，特别是当系统用于热调节该流体时。作为示例，调节系统可以包括加热和/或冷却调节流体F的加热和/或冷却系统、测量调节流体F温度的一个或多个温度传感器和控制加热和/或冷却系统以便将调节流体F加热和/或冷却到期望的和/或预定的稳定调节温度的控制系统。并且，调节系统可以包括一个或多个流体线路23、24和将调节流体泵送到期望位置和/或从这种位置去除或提取调节流体F的流体泵。可以包括所述加热和/或冷却系统、控制系统、温度传感器和泵的流体调节系统的一部分由图1钟的系统部分50示意性地示出。同样，对本领域技术人员来说，如可构造和布置这种调节系统部分是显而易见的。
在本实施例中，调节系统4、50可以用于将调节流体F基本向测量系统的光束8、9的至少部分路径引导，以便光学调节该路径部分。并且，调节系统可以用于将调节流体F至少基本上向和/或沿保持在测量位置的衬底W的表面部分引导，该表面部分在使用期间接收测量系统的至少一个光束8、9。由此，可以实现测量束路径的良好受控热调节，导致测量系统的精确测量结果，其结果可以被设备使用以便以高精确性制造具有小特征的器件。
在实施例中，调节系统4、50可以用于调节测量系统至少一个光束8、9的至少一个路径部分，该路径部分在使用期间在流体流动控制表面14和衬底表面之间延伸。例如，在本实施例中，在使用期间，当将测量束8、9被引导到衬底表面中时，无需将调节流体F提供到空间填充体和/或空间密封体4的所述光通道和/或光导体5中，因为这些光通道和/或光导体5的每一个同样可以提供稳定的光传输介质。
在本实施例中，调节系统包括至少一个流体出口21，以便在使用期间将调节流体F提供到在流体控制表面14和衬底表面之间延伸的狭缝S。并且，调节系统包括至少一个流体入口22，以便从狭缝S去除或提取调节流体F。流体出口21和流体入口22可以布置在各种位置。在本实施例中，至少一个流体出口21和至少一个流体入口22提供在流体控制表面14中或作为它的一部分。出口21和入口22可以设置在与测量系统光束8、9的部分路径基本相对的一侧上(参见图3和4)，以便将调节流体F提供到该路径部分并从该路径部分去除/提取出调节流体F。出口21和入口22还可以彼此之间或相对于光束8、9布置在不同位置上。此外，调节系统可以包括将调节流体F提供到流体出口21的一个或多个流体供给线路23，和从流体入口22去除流体的一个或多个流体吸取线路24。这种供给线和吸取线路23、24的至少一部分可以延伸通过空间填充体和/或空间密封体4，如图4所示。此外，例如，调节流体出口21可以是气体喷头一部分和/或净化罩(purge hood)。
每个流体出口21和流体入口22可以以各种方式构造。例如，出口21和入口22可以包括多孔材料、合适的气体分散器、单丝布或纤维、具有气孔的一个或多个薄片、或不同的流体分配器。图5以横截面示出了流体出口21的实施例部分。流体出口21可以包括多个倾斜的流体通道29，以便将流体从上游的流体供给线路或供给室23提供到所述相邻狭缝S。在又一实施例中，流体出口21可以通过具有所述多个倾斜通道29的薄片26来提供。通道的每一个可以基本倾斜地延伸通过薄片26，参见图5。在本发明的实施例中，所述薄片26的厚度(从本图Z方向测量)可以小于约1mm。例如，所述厚度t可以是约0.5mm或更小。并且，所述薄片可以是金属片或合金片，例如不锈钢。在该情况下，可以使用激光钻孔以高精度制造相对小的流体通道29。流体通道29还可以使用不同技术来制造。并且，薄片26可以由塑料、一种或多种不同材料构成。除激光钻孔外，不同制造方法可以应用于提供所述通道29，例如蚀刻通道、通过电子放电机制制造通道、和/或与在掩模上淀积金属类似的不同工艺。薄片26还可以称作“微型筛”。薄片26可以包括一个或多个由一种或多种材料构成的层。薄片26还可以是、或提供空间填充体和/或空间密封体4的侧壁或部分侧壁。薄片26的通道29可以在各个方向上延伸。例如，通道29可以相对于所述流体控制表面14封闭角度β，该角度在约0°-60°范围内。作为示例，所述角度可以在约20°-50°范围内，或约20°-40°。此外，在实施例中，多个所述流体通道29基本上彼此相对平行延伸。通过该方式，流体可以由流体通道以基本相同的方向引导。优选地，将流体通道29布置得将调节流体F向测量束8、9的路径引导。此外，在本实施例中，每个流体通道29以基本笔直的方向延伸通过薄片26。可选地，流体通道可以弯曲，或以其他方向延伸。流体通道29可以具有不同的直径和尺寸。每个所述通道的直径或宽度D例如可以小于约0.2mm。例如，所述直径或宽度可以小于约0.1mm。当每个所述通道的所述直径或宽度为约0.08mm，且调节流体为气体或气体混合物时，获得了良好的结果。
在又一实施例中，空间填充体和/或空间密封体4包括热调节该体的系统。例如，如已经在图2和4中示出的，为此目的，空间填充体和/或密封体4可以包括多个流体通道40，以便通过该体4供给第二热调节流体。这种第二热调节流体可以是气体或气体混合物、或例如水的液体，或不同流体。所述流体通道40可以以各种方式成形并构造，并且可以沿和/或通过空间填充体和/或密封体4在各种方向上延伸，如图2和4所示。并且，第二热调节流体可以与用于光学调节测量束的部分路径的调节流体F相同，或者可以是不同流体。
设备可以提供有热调节空间填充体和/或密封体4的系统，该系统可与用于将调节流体提供到测量系统的测量束的至少部分路径以便光学调节该路径部分的所述调节系统组合或者不组合。
例如，在设备仅提供有热调节空间填充体和/或密封体4的系统，且没有将调节流体提供到测量系统的测量束的至少部分路径的调节系统的情况下，空间填充体和/或密封体4仍然可以例如在测量束的路径附近提供其环境的相对良好的热调节。这在衬底台在使用期间可移动的情况下是非常有利的，其可以使气体或空气在衬底之上流过测量束的路径。在该情况下，这种气体或空气流可以通过热调节的空间填充体和/或密封体而被简单且有效地热调节，例如，通过热传导、辐射和/或对流，从而得到测量束路径更均匀的温度。
在又一实施例中，设备用于检测衬底W的温度。作为示例，空间填充体和/或密封体4以及/或衬底台WT可以包括衬底温度检测器或监测器80(图2中示意性地示出了一个这种检测器80)。设备可以用于提供调节流体F，其具有与检测的衬底温度有关的调节温度。例如，当衬底保持在测量位置或将衬底保持在预定的衬底温度时，调节流体F可以用于热调节衬底W。作为示例，设备可以用于提供调节流体F，其具有与所检测的衬底温度相同的调节温度。
并且，在又一实施例中，设备可以用于检测衬底W的温度，并将空间填充体和/或密封体4热调节到与所检测的衬底温度相关的温度。例如，可以使空间填充体和/或密封体4进入或保持在与所检测的衬底温度相同的温度。
在使用图1-5的实施例期间，设备可以进行器件制造方法，包括：利用衬底台WT，将衬底W保持在测量位置；检测保持在测量位置的衬底W的至少一个方面、特性、位置和/或定向，其中测量束8、9向衬底W的表面发射且其中检测被衬底W的表面反射的测量束部分；将调节流体F引导到测量束8、9的至少部分路径，延伸通过狭缝S，以便光学调节该路径部分；在检测衬底的至少一个方面、特性、位置和/或定向之后，移动衬底台WT，以便将衬底W传送到处理位置。
例如，在衬底W的测量期间，衬底W可以相对于测量系统移动，例如，以便在衬底表面上扫描测量束8、9。
至少在测量某些衬底方面和/或特性期间，如上所述，优选地，例如通过馈送热调节流体通过该体的流体通道40来热调节空间填充体和/或密封体4，和/或以其他方式。通过该方式，可以抵消空间填充体和/或密封体4可能的由热引起的体积和/或尺寸的变化。并且，热调节的空间填充体和/或密封体4可以提供测量区域附近的特定温度调节，例如通过对流和/或辐射的热交换。
在空间填充体和/或密封体4与晶片表面之间延伸的窄狭缝S也可以利用本方法进行热调节。首先，空间填充体和/或密封体4同样可以防止或减小较少调节或混合的衬底区WZ的流体到达测量束8、9的机会。此外，热调节的空间填充体和/或密封体4可以热调节相邻的狭缝S。而且，可以净化至少部分狭缝S的调节流体F可以提供各狭缝部分直接且有效的热调节。由此，可以导致测量束8、9不期望的光路长度改变的热波动可以减小或避免。这保持了通过狭缝S传送的束的路径，以及通过空间填充体和/或密封体4延伸的束部分(通过各通道和/或导体5)。
在晶片测量工艺之后，可以将衬底传送到处理位置，并将由构图装置MA构图的辐射的构图束投射到衬底上。在此，衬底的至少一个方面、特性、位置和/或定向的检测结果可以用于将构图的辐射束精确地投射到衬底上。
并且，在又一实施例中，衬底的至少一个方面、特性、位置和/或定向的检测结果可以用于相对于投影系统来对准衬底，以将构图的辐射束投射到衬底上。此外，在又一实施例中，衬底的位置和/或定向的检测或测量结果可以用于相对于用于支撑构图装置MA的所述支撑结构或相对于构图装置MA来对准衬底。
通过该方式，测量系统的测量误差可以减小，且可以高精确性制造器件。如上所述，在又一实施例中，在从测量或检测衬底位置/定向的测量系统运行到将辐射束投射到衬底W上的投影系统期间，衬底W不必相对于衬底台WT重新定位。
图6示出了设备的可选实施例，其与图2-5所示的实施例的区别在于，流体出口121和流体入口122不是流体控制表面14的一部分。例如，在图6的实施例中，流体出口121和流体入口122设置得靠近提供在流体控制表面14和衬底表面(图6未示出)之间狭缝S的相对端，以便将调节流体F引导到该狭缝S并通过它，从而调节通过狭缝S延伸的测量束路径的一部分。在图6的实施例中，调节流体F可以基本上平行于虚平面引导，测量束8、9沿该虚平面发射。图6实施例的操作基本上与关于图1-5实施例的上述运行相同；然而，在图6的实施例中，在流体控制表面14和衬底表面之间延伸的狭缝S的绝大部分可以通过调节流体F有效地调节。
本设备和方法可以提高测量系统的再现性(reproducibility)，例如调平传感器、对准传感器和/或其他传感器的再现性。设备和方法可以提供用于相关光学恒定的介质/媒体，这些传感器的可见光束通过该介质/媒体传输，特别是在温度和压力方面是恒定的。由此，可以避免密度的改变和由此引起的折射率改变。此外，作为示例，在测量系统使用一个或多个场的情况下，例如在该系统包括电容测量系统的情况下，可以避免或减小通过其传送各个测量场的一个或多个介质的介电常数的改变。并且，在实现声学测量系统的情况下，可以避免或减小通过其传送各个声学测量束或信号的一个或多个介质中声速的改变。
例如，空间填充体和/或密封体4可以至少部分地填充至设备中的间隙，例如在衬底测量位置之上。如下所述，例如，空间填充体和/或密封体4可以从下面安装到度量框架3，且该体可以具有用于传输测量束8、9的窗口。在又一实施例中，空间填充体和/或密封体4可以包括一个或多个用于干涉测量系统参考束的镜面。在又一实施例中，空间填充体和/或密封体4可以称作“流动板(flow plate)”，例如在使用期间该体的底部14包括平行于衬底W的平板的情况下。空间填充体和/或密封体4的优点在于该体可以例如替换衬底测量位置附近的大部分空气。因此体4例如可以防止或减小测量系统的传感器10、11、12和衬底W之间空气循环模式的改变，例如在衬底台WT移动期间。这可以使狭缝S中折射率的改变最小化并提高各传感器的再现性。另一优点在于，空间填充体/或密封体4可以将晶片级的间隔室流体(compartment fluid)与度量框架3屏蔽，其可以防止衬底测量位置附近的热污染。并且，优点在于空间填充体和/或密封体4可以为用于干涉测量装置的参考束的镜面提供界面。
此外，优选地，可以通过本方法和设备减小空间填充体和/密封体4、其光通道和/或光导体4以及其周围的温度分布变化。例如，如下所述，为了降低空间填充体和/或密封体4的温度波动，体可以是液体或水调节的空间填充体和/或密封体4。已经发现，水调节的空间填充体和/或密封体4可以提供传感测量束8、9中温度波动的温度稳定效果，该波动是由晶片台移动引起的。由此，热调节的空间填充体和/或密封体4可以提高测量系统10、11、12的性能。
虽然在本文中具体参考了IC制造中光刻设备的使用，但应当理解在此描述的光刻设备可以具有其他应用，例如，集成光学系统、用于磁畴存储器的引导和探测图形、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等的制造。本领域技术人员将意识到，在这些可选应用的范围中，在此任意使用的术语“晶片”或“管芯”可以认为分别与更普通的术语“衬底”或“目标部分”同义。在这里衬底指在曝光之前或之后，可以在例如轨道系统(track)(通常将抗蚀剂层涂覆到衬底并显影已曝光抗蚀剂的工具)、度量工具和/或检验工具中被处理。在应用中，这里的描述可以应用于这些和其他衬底处理工具。此外，衬底可以被处理一次以上，例如为了制造多层IC，因此在此使用的术语衬底还可以指已经包括多个已处理层的衬底。
虽然已经在上面具体参考了本文中本发明光刻的应用实施例，但意识到本发明可以用于其他应用，例如压印光刻，且在本文允许的情况下不限于光刻。在压印光刻中构图装置中的几何图形限定了在衬底上产生的图形。构图装置的几何图形可以压印到提供在衬底上的抗蚀剂层中，在衬底上通过施加电磁辐射、热、压力或其组合来硬化抗蚀剂。在抗蚀剂硬化之后，构图装置被移出抗蚀剂留下图形在抗蚀剂中。
在此使用的术语“辐射”和“束”包括所有类型的电磁辐射，包括紫外线(UV)辐射(例如，具有约365，355，248、193、157或126nm的波长)和远紫外线(EUV)辐射(例如，具有在5-20nm范围内的波长)，和粒子束，诸如离子束和电子书。
术语“透镜”在本文允许的情况下可以指各种光学部件的任何一种或组合，包括折射，反射，磁的，电磁的光学部件。
虽然已经在上面描述了本发明的具体实施例，但将意识到除上述外可以实现本发明。例如，在应用中，本发明可以采取包含描述上述方法的一个或多个连续机器可读指令的计算机程序的形式，或者采取具有存储其中的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)的形式。
以上描述意在说明，而非限制性的。因此，本领域技术人员将明白，在不脱离以下权利要求所述的范围的情况下可以对所述本发明进行修改。
应当理解，在本申请中，术语“包括”不排除其他元件或步骤。并且，术语“一”和“一个”不排除多个。并且，单个处理器或其他单元可以实现权利要求中提及的多个装置的功能。权利要求中的任何参考标记不解释为对权利要求范围的限制。

Claims (30)

1.一种光刻设备，包括：
保持衬底的衬底台，该衬底台是可移动的，以便在衬底测量位置和衬底处理位置之间传送衬底；
测量系统，用于在衬底台将衬底保持在测量位置中时测量衬底的至少一个方面和/或特性，该测量系统用于向衬底的表面发射至少一个测量束和/或测量场；
投影系统，用于在衬底台将衬底保持在衬底处理位置中时将已构图的辐射束投射到衬底的目标部分上；以及
调节系统，用于将调节流体提供到测量系统的测量束和/或测量场路径的至少一部分，以调节该路径部分。
2.根据权利要求1的设备，其中该调节系统用于将调节流体基本向该路径部分引导。
3.根据权利要求1的设备，其中该调节系统用于将调节流体至少基本向和/或沿保持在测量位置的衬底表面的与接收该测量系统的至少一个测量束和/或测量场的表面部分相同的部分引导。
4.根据权利要求1的设备，其中该调节系统用于热调节该调节流体。
5.根据权利要求1的设备，其中该调节系统包括与衬底测量位置相对地延伸的流体流动控制表面，布置该流体流动控制表面以便提供狭缝，该狭缝具有保持在衬底测量位置的衬底的至少一部分衬底表面，该衬底表面部分接收测量系统的至少一个测量束和/或测量场。
6.根据权利要求5的设备，其中该调节系统用于调节测量系统的至少一个测量束和/或测量场的至少一个路径部分，该路径部分在流体流动控制表面和衬底表面之间延伸。
7.根据权利要求5的设备，其中该流体流动控制表面基本上平行于保持在衬底测量位置的衬底的衬底表面延伸。
8.根据权利要求5的设备，其中流体流动控制表面与衬底表面之间的最近距离，或流体流动控制表面与衬底表面之间的狭缝宽度小于约5mm。
9.根据权利要求5的设备，其中该调节系统的流体控制表面包括至少一个流体出口，以便在各衬底处于测量位置时，将调节流体提供到由流体控制表面和衬底表面提供的狭缝中。
10.根据权利要求9的设备，其中至少一个流体出口被提供有具有多个倾斜的气体通道的薄片。
11.根据权利要求9的设备，其中该至少一个流体出口和至少一个流体入口相对于测量系统的至少一个测量束和/或测量场的路径部分位于基本上相对的侧，以便将调节流体提供到该路径部分并从该路径部分去除或提取调节流体。
12.根据权利要求5的设备，进一步包括具有流体流动控制表面的空间填充体和/或空间密封体。
13.根据权利要求12的设备，其中该空间填充体和/或密封体包括热调节该体的系统。
14.根据权利要求13的设备，其中该空间填充体和/或密封体包括将热调节流体馈送通过该体的多个流体通道。
15.根据权利要求12的设备，其中该空间填充体和/或空间密封体包括至少一个光通道和/或光导体，以便将该测量系统的至少一个测量束和/或测量场传输通过该体的至少一部分。
16.根据权利要求15的设备，其中该至少一个光通道和/或光导体提供固定的光传输介质。
17.根据权利要求1的设备，其中该调节系统包括至少一个去除或提取调节流体的流体入口。
18.根据权利要求17的设备，其中该调节系统的流体控制表面提供有至少一个流体入口。
19.根据权利要求1的设备，其中该调节流体是气体或气体混合物。
20.根据权利要求1的设备，其中基本上在单个虚平面或水平面内将该衬底从衬底测量位置移动到衬底处理位置。
21.根据权利要求1的设备，其中该测量系统用于测量衬底相对于衬底台的位置和/或定向。
22.一种光刻设备，包括：
用于保持衬底的衬底台，衬底台是可移动的，以便在衬底测量位置和衬底处理位置之间传送衬底；
测量系统，用于在衬底台将衬底保持在测量位置中时测量衬底的至少一个方面和/或特性，测量系统用于向衬底的表面发射至少一个测量束和/或测量场；
投影系统，用于在衬底台将衬底保持在衬底处理位置中时将已构图的辐射束投射到衬底的目标部分上；以及
空间填充体和/或空间密封体，其包括与衬底测量位置相对并在测量位置附近延伸的流体流动控制表面，流体流动控制表面基本上平行于保持在衬底测量位置中的衬底的衬底表面延伸，空间填充体和/或空间密封体用于将调节流体引导到测量系统的测量束和/或测量场路径的至少一部分，该路径部分在流体流动控制表面和衬底表面之间延伸。
23.一种器件制造方法，包括：
将衬底保持在测量位置；
使用向衬底表面发射的至少一个测量束和/或测量场检测保持在衬底测量位置的衬底的至少一个方面、特性、位置和/或定向；
将调节流体引导到测量束和/或测量场路径的至少一部分以调节路径的该部分；并且
在检测衬底的至少一个方面、特性、位置和/或定向之后，将衬底从测量位置移动到处理位置。
24.根据权利要求23的方法，进一步包括在衬底保持在处理位置时将构图的辐射束投射到衬底上。
25.根据权利要求24的方法，其中衬底的至少一个方面、特性、位置和/或定向的检测的至少一个结果被用于将构的图辐射束投射到衬底上。
26.根据权利要求24的方法，其中衬底的至少一个方面、特性、位置和/或定向的检测的至少一个结果被用于在将构图的辐射束投射到衬底上之前将衬底相对于投影系统对准。
27.根据权利要求24的方法，还包括使用构图装置构图辐射束，其中衬底的位置和/或定向的检测或测量的至少一个结果被用于将衬底相对于支撑该构图装置的支撑结构或相对于构图装置对准。
28.一种根据权利要求23的方法制造的器件。
29.一种根据权利要求24的方法制造的器件。
30.一种光刻设备，包括：
用于保持衬底的衬底台，衬底台是可移动的，以便在衬底测量位置和衬底处理位置之间传送衬底；
测量系统，用于在衬底台将衬底保持在测量位置中时测量衬底的至少一个方面和/或特性，测量系统用于将至少一个测量束和/或测量场向衬底的表面发射；
投影系统，用于在衬底台将衬底保持在衬底处理位置中时将已构图的辐射束投射到衬底的目标部分上；
空间填充体和/或空间密封体，其包括与衬底测量位置相对并在测量位置附近延伸的流体流动控制表面；以及
热调节空间填充体和/或空间密封体的系统。
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