TW201633014A - 微影裝置 - Google Patents

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喬斯特 傑洛恩 澳坦斯
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喬漢斯 亨利哈斯 威廉瑪斯 賈庫博
德仁特 威廉 彼得 凡
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拉卡茲 傑西 馬屈特
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Abstract

本發明揭示一種微影裝置，該微影裝置包括一基板台位置量測系統及一投影系統位置量測系統，該基板台位置量測系統及該投影系統位置量測系統分別用以量測基板台及投影系統之一位置。該基板台位置量測系統包括安裝於該基板台上之一基板台參考元件，及一第一感測器頭。該基板台參考元件在實質上平行於基板台上之一基板之固持平面的一量測平面中延伸。該固持平面配置於該量測平面之一個側處，且該第一感測器頭配置於該量測平面之一對置側處。該投影系統位置量測系統包括一或多個投影系統參考元件及一感測器總成。該感測器頭及該感測器總成或關聯投影系統量測元件安裝於一感測器框架上。

Description

微影裝置
本發明係關於一種微影裝置。
微影裝置為將所要圖案施加至基板上(通常施加至基板之目標部分上)之機器。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)之製造中。在此狀況下，圖案化器件(其或者被稱作光罩或比例光罩)可用以產生待形成於IC之個別層上之電路圖案。可將此圖案轉印至基板(例如，矽晶圓)上之目標部分(例如，包括晶粒之部分、一個晶粒或若干晶粒)上。通常經由成像至提供於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上而進行圖案之轉印。一般而言，單一基板將含有經順次地圖案化之鄰近目標部分之網路。習知微影裝置包括：所謂步進器，其中藉由一次性將整個圖案曝光至目標部分上來輻照每一目標部分；及所謂掃描器，其中藉由在給定方向(「掃描」方向)上經由輻射光束而掃描圖案同時平行或反平行於此方向而同步地掃描基板來輻照每一目標部分。亦有可能藉由將圖案壓印至基板上而將圖案自圖案化器件轉印至基板。
WO 2010/032878揭示一種微影裝置，微影裝置包含經組態以判定微影裝置之基板台之位置的感測器頭。感測器頭配置於在基板台下方延伸之感測器臂上。感測器臂剛性地安裝於微影裝置之度量衡框架上。微影裝置之基板台包含用以將基板固持於固持平面中之固持器件。基板台進一步包含在平行於固持平面之量測平面中延伸之柵格 板。柵格板配置於固持器件下方，使得配置於感測器臂上之感測器頭可與柵格板合作以量測基板台之位置。
WO 2010/032878之位置量測系統之缺點在於：位置量測系統可對於動態移動及熱影響敏感，此情形可引起不準確位置量測。不準確位置量測可引起諸如聚焦及疊對誤差之曝光誤差，且因此不良。
需要提供一種包含用於基板台之準確位置量測之位置量測系統的微影裝置。
根據本發明之一實施例，提供一種微影裝置，該微影裝置包含：一照明系統，其經組態以調節一輻射光束；一支撐件，其經建構以支撐一圖案化器件，該圖案化器件能夠在該輻射光束之橫截面中向該輻射光束賦予一圖案以形成一經圖案化輻射光束；一基板台，其包含用以將一基板固持於一固持平面中之一固持器件；一投影系統，其經組態以在該基板台定位於一曝光區域中時將該經圖案化輻射光束投影至該基板之一目標部分上；及一實質上振動隔離框架，其支撐該投影系統，其中該微影裝置包含一基板台位置量測系統，該基板台位置量測系統用以量測該基板台之一位置，其中該基板台位置量測系統包含：一基板台參考元件，其配置於該基板台上；及一第一感測器頭，其用以判定該第一感測器頭相對於該基板台參考元件之一位置，其中該基板台參考元件在實質上平行於該固持平面之一量測平面中延伸，且其中該固持平面配置於該量測平面之一個側處，且該第一感測器頭在該基板台處於該曝光位置中時配置於該量測平面之一對置側處，其中該微影裝置包含一感測器框架，該感測器框架安裝於該微影裝置之一子框架上，且其中該第一感測器頭安裝於該感測器框架上，其中該微影裝置包含一投影系統位置量測系統，該投影系統位置量測系統用以量測該投影系統之一位置，該投影系統位置量測系統包含至少一投 影系統參考元件及一感測器總成，該感測器總成用以判定該感測器總成相對於該等投影系統參考元件之一位置，且其中該感測器總成及該至少一投影系統參考元件中之一者安裝於該投影系統上，且該感測器總成及該至少一投影系統參考元件中之另一者安裝於該感測器框架上。
1‧‧‧感測器頭
1a‧‧‧量測感測器
2‧‧‧第一臂/感測器臂/第一感測器框架臂
3‧‧‧感測器框架
4‧‧‧柵格板
5‧‧‧固持器件/固持器
6‧‧‧板片彈簧構造
7‧‧‧感測器總成
8‧‧‧第二臂/感測器臂/第二感測器框架臂
9‧‧‧第一位置感測器
10‧‧‧第二位置感測器
11‧‧‧第三位置感測器
12‧‧‧位置感測器
13‧‧‧投影系統參考元件
15‧‧‧主動式阻尼器件/主動式阻尼器
16‧‧‧屏蔽框架
17‧‧‧熱調節器件/熱調節器
18‧‧‧空氣調節器件/空氣調節器
20‧‧‧對準感測器
21‧‧‧聚焦感測器
AD‧‧‧調整器
B‧‧‧輻射光束/投影光束
BD‧‧‧光束遞送系統
C‧‧‧目標部分
CO‧‧‧聚光器
IL‧‧‧照明系統/照明器
IN‧‧‧積光器
M1‧‧‧圖案化器件對準標記
M2‧‧‧圖案化器件對準標記
MA‧‧‧圖案化器件/光罩
MF‧‧‧度量衡框架
MT‧‧‧圖案化器件支撐件/支撐結構
O‧‧‧光軸
P1‧‧‧基板對準標記
P2‧‧‧基板對準標記
PM‧‧‧第一定位器件
PS‧‧‧投影系統
PW‧‧‧第二定位器件/第二定位器
SO‧‧‧輻射源
W‧‧‧基板
WT‧‧‧基板台
圖1描繪根據本發明之一實施例的微影裝置；圖2更詳細地描繪根據本發明之一實施例的具有感測器頭及感測器總成之感測器框架；圖3示意性地描繪圖2之橫截面A-A的俯視圖；及圖4描繪根據本發明之一實施例的用於微影裝置之量測區域的具有感測器頭及感測器總成之第二感測器框架。
現在將參看隨附示意性圖式而僅藉由實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中，對應元件符號指示對應部件。
圖1示意性地描繪根據本發明之一實施例的微影裝置。該裝置包括：照明系統(照明器)IL，其經組態以調節輻射光束B(例如，UV輻射或任何其他合適輻射)；圖案化器件支撐件或支撐結構(例如，光罩台)MT，其經建構以支撐圖案化器件(例如，光罩)MA，且連接至經組態以根據某些參數來準確地定位該圖案化器件之第一定位器件PM。該裝置亦包括基板台(例如，晶圓台)WT或「基板支撐件」，其經建構以固持基板(例如，抗蝕劑塗佈晶圓)W，且連接至經組態以根據某些參數來準確地定位該基板之第二定位器件PW。該裝置進一步包括投影系統(例如，折射投影透鏡系統)PS，其經組態以將藉由圖案化器件MA賦予至輻射光束B之圖案投影至基板W之目標部分C(例如，包括一或多個晶粒)上。
照明系統可包括用以引導、塑形或控制輻射之各種類型的光學組件，諸如，折射、反射、磁性、電磁、靜電或其他類型之光學組件，或其任何組合。
圖案化器件支撐件以取決於圖案化器件之定向、微影裝置之設計及其他條件(諸如，圖案化器件是否被固持於真空環境中)的方式來固持圖案化器件。圖案化器件支撐件可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術以固持圖案化器件。圖案化器件支撐件可為(例如)框架或台，其可根據需要而固定或可移動。圖案化器件支撐件可確保圖案化器件(例如)相對於投影系統處於所要位置。可認為本文對術語「比例光罩」或「光罩」之任何使用皆與更通用之術語「圖案化器件」同義。
本文所使用之術語「圖案化器件」應被廣泛地解釋為指代可用以在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以便在基板之目標部分中創製圖案的任何器件。應注意，舉例而言，若被賦予至輻射光束之圖案包括相移特徵或所謂輔助特徵，則圖案可能不會確切地對應於基板之目標部分中之所要圖案。通常，被賦予至輻射光束之圖案將對應於目標部分中所創製之器件(諸如，積體電路)中之特定功能層。
圖案化器件可為透射的或反射的。圖案化器件之實例包括光罩、可程式化鏡面陣列，及可程式化LCD面板。光罩在微影中為吾人所熟知，且包括諸如二元、交變相移及衰減相移之光罩類型，以及各種混合光罩類型。可程式化鏡面陣列之一實例使用小鏡面之矩陣配置，該等小鏡面中每一者可個別地傾斜，以便在不同方向上反射入射輻射光束。傾斜鏡面在藉由鏡面矩陣反射之輻射光束中賦予圖案。
本文所使用之術語「投影系統」應被廣泛地解釋為涵蓋適於所使用之曝光輻射或適於諸如浸潤液體之使用或真空之使用之其他因素的任何類型之投影系統，包括折射、反射、反射折射、磁性、電磁及 靜電光學系統，或其任何組合。可認為本文對術語「投影透鏡」之任何使用皆與更通用之術語「投影系統」同義。
如此處所描繪，裝置為透射類型(例如，使用透射光罩)。替代地，裝置可為反射類型(例如，使用上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列，或使用反射光罩)。
微影裝置可為具有兩個(雙載物台)或兩個以上基板台或「基板支撐件」之類型。在此等「多載物台」機器中，可並行地使用額外台或支撐件，或可在一或多個台或支撐件上進行預備步驟，同時將一或多個其他台或支撐件用於曝光。
微影裝置亦可為如下類型：其中基板之至少一部分可藉由具有相對高折射率之液體(例如，水)覆蓋，以便填充在投影系統與基板之間的空間。亦可將浸潤液體施加至微影裝置中之其他空間，例如，在光罩與投影系統之間的空間。浸潤技術可用以增加投影系統之數值孔徑。本文所使用之術語「浸潤」不意謂諸如基板之結構必須浸沒於液體中，而是僅意謂液體在曝光期間位於投影系統與基板之間。
參看圖1，照明器IL自輻射源SO接收輻射光束。舉例而言，當輻射源為準分子雷射時，輻射源及微影裝置可為分離實體。在此等狀況下，不認為輻射源形成微影裝置之部件，且輻射光束係憑藉包括(例如)合適引導鏡面及/或光束擴展器之光束遞送系統BD而自輻射源SO傳遞至照明器IL。在其他狀況下，舉例而言，當輻射源為水銀燈時，輻射源可為微影裝置之整體部件。輻射源SO及照明器IL連同光束遞送系統BD(在需要時)可被稱作輻射系統。
照明器IL可包括經組態以調整輻射光束之角強度分佈之調整器AD。通常，可調整照明器之光瞳平面中之強度分佈的至少外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別被稱作σ外部及σ內部)。另外，照明器IL可包括各種其他組件，諸如，積光器IN及聚光器CO。照明器 可用以調節輻射光束，以在其橫截面中具有所要均一性及強度分佈。
輻射光束B入射於被固持於圖案化器件支撐件MT(例如，光罩台)上之圖案化器件(例如，光罩)MA上，且係藉由該圖案化器件而圖案化。在已橫穿圖案化器件(例如，光罩)MA之情況下，輻射光束B傳遞通過投影系統PS，投影系統PS將該光束聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二定位器件PW及基板台位置量測系統(包含安裝於感測器框架3上之感測器頭1，及安裝於基板台WT上之柵格板4)，可準確地移動基板台WT，例如，以便使不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑中。相似地，第一定位器件PM及另一位置感測器(其未在圖1中被明確地描繪)可用以(例如)在自光罩庫之機械擷取之後或在掃描期間相對於輻射光束B之路徑來準確地定位圖案化器件(例如，光罩)MA。一般而言，可憑藉形成第一定位器件PM之部件之長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現圖案化器件支撐件(例如，光罩台)之移動。相似地，可使用形成第二定位器PW之部件之長衝程模組及短衝程模組來實現基板台WT或「基板支撐件」之移動。在步進器(相對於掃描器)之狀況下，圖案化器件支撐件(例如，光罩台)可僅連接至短衝程致動器，或可固定。可使用圖案化器件對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化器件(例如，光罩)MA及基板W。儘管所說明之基板對準標記佔據專用目標部分，但該等標記可位於目標部分之間的空間中(此等標記被稱為切割道對準標記)。相似地，在一個以上晶粒提供於光罩MA上之情形中，光罩對準標記可位於該等晶粒之間。
所描繪裝置可用於以下模式中至少一者中：
1.在步進模式中，在將被賦予至輻射光束之整個圖案一次性投影至目標部分C上時，使圖案化器件支撐件MT或「光罩支撐件」及基板台WT或「基板支撐件」保持基本上靜止(亦即，單次靜態曝光)。 接著，使基板台WT或「基板支撐件」在X及/或Y方向上移位，使得可曝光不同目標部分C。在步進模式中，曝光場之最大大小限制單次靜態曝光中所成像之目標部分C之大小。
2.在掃描模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，同步地掃描圖案化器件支撐件MT或「光罩支撐件」及基板台WT或「基板支撐件」(亦即，單次動態曝光)。可藉由投影系統PS之放大率(縮小率)及影像反轉特性來判定基板台WT或「基板支撐件」相對於圖案化器件支撐件MT或「光罩支撐件」之速度及方向。在掃描模式中，曝光場之最大大小限制單次動態曝光中之目標部分之寬度(在非掃描方向上)，而掃描運動之長度判定目標部分之高度(在掃描方向上)。
3.在另一模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，使圖案化器件支撐件MT或「光罩支撐件」保持基本上靜止，從而固持可程式化圖案化器件，且移動或掃描基板台WT或「基板支撐件」。在此模式中，通常使用脈衝式輻射源，且在基板台WT或「基板支撐件」之每一移動之後或在一掃描期間之順次輻射脈衝之間根據需要而更新可程式化圖案化器件。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化器件(諸如，上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列)之無光罩微影。
亦可使用對上文所描述之使用模式之組合及/或變化或完全不同之使用模式。
圖2及圖3展示根據本發明之一實施例的基板台位置量測系統。
基板台位置量測系統包含配置於感測器框架3之第一臂2上之感測器頭1。感測器頭1經組態以與呈柵格板4之形式之基板台參考元件合作，柵格板4配置於基板台WT之底側處。基板台WT包含用以將基板W固持於固持平面中之固持器件或固持器5，例如，真空夾持件。 柵格板4在實質上平行於固持平面之量測平面中延伸。亦可應用能夠與感測器頭1合作以判定基板台WT之位置之任何其他基板台參考元件。
感測器頭1經組態以判定在六個自由度上基板台WT之位置。因此，感測器頭1包含用以量測在量測平面中之第一方向(例如，x方向)上之位置的第一編碼器感測器及第二編碼器感測器，以及用以量測在量測平面中實質上垂直於第一方向之第二方向(例如，y方向)上之位置的第三編碼器感測器。感測器頭1包含用以量測在實質上垂直於量測平面之方向(例如，z方向)上之位置的三個干涉計感測器。
在圖2及圖3之實施例中，感測器頭1包含三個量測感測器1a，每一量測感測器1a組合編碼器感測器中之一者及干涉計感測器中之一者。個別量測感測器1a之間的距離可(例如)在基板W上之晶粒之尺寸的範圍內，從而引起具有相對小量測區域之感測器頭1量測在六個自由度上基板台WT之位置。
在一實施例中，感測器頭1配置於微影裝置之光軸O上。結果，感測器頭1可在極接近於在曝光期間供投影光束B投影於被支撐於基板台WT上之基板W上之部位的部位處量測柵格板4之位置。以此方式，可相對準確地判定基板之目標部位之位置(亦即，其中投影光束B投影於基板W上)，且將基板之目標部位之位置用於基板台WT上之基板W之位置控制。又，在此部位處之位置量測引起相對於基板載物台中之變形之低敏感度。
因為感測器頭1配置於量測平面相對於固持器件或固持器5之固持平面之對置側處，所以感測器頭1(儘管配置於光軸O上)不干涉在基板W上經圖案化輻射光束之投影。
在一實施例中，感測器框架3係由具有低熱膨脹係數之輕型材料(例如，微晶玻璃(Zerodur))製成。此外，感測器框架3具有硬度相對 高之輕型構造。
感測器框架3之最低諧振頻率為至少400赫茲，且在一實施例中為至少600赫茲。在此實例中，藉由將感測器框架3建構為輕型且相對硬而獲得最低諧振頻率之此相對高位準。
感測器框架3安裝於度量衡框架MF上。此度量衡框架3為實質上振動隔離框架(亦即，實質上靜止框架)，投影系統PS安裝至該實質上振動隔離框架。應注意，實質上靜止框架可為被動式地或主動式地被固持於實質上靜止位置中之任何框架。微影裝置之度量衡框架3係用被動式或主動式氣墊式避震器而安裝於基座框架上以過濾諸如工廠地板中之振動之任何外部干擾。以此方式，投影系統PS及感測器框架3被固持於實質上靜止位置中。
然而，一些移動仍可存在於度量衡框架中，例如，通常在150赫茲至200赫茲之頻率範圍內的度量衡框架之彎曲模式。度量衡框架之其他移動亦可影響基板台位置量測系統之量測品質。
為了使感測器框架3對度量衡框架之移動較不敏感，使用靜非未定構造(亦即，建構不為欠定或超定)將感測器框架3在六個自由度上運動學上地安裝於微影裝置之度量衡框架MF上。在所示實施例中，使用靜定(亦即，非欠定且非超定)之板片彈簧構造6以將感測器框架3安裝於度量衡框架MF上。
因為感測器框架之最低諧振頻率(>400赫茲)實質上高於度量衡框架之典型諧振頻率(150赫茲至200赫茲)，且感測器框架3係藉由板片彈簧構造6而與度量衡框架MF之諧振振動隔離，所以實質上改良基板台位置量測系統之效能。
需要聚焦及成像誤差小之良好影像品質。為了控制此等聚焦及成像誤差，需要控制基板台相對於投影系統PS之位置(較佳地獨立於度量衡框架之移動)。出於此原因，感測器總成7安裝於感測器框架3 之第二臂8上，使得可準確地判定基板台WT及投影系統PS相對於彼此之位置。感測器臂8為部分地環形以量測相對於投影系統PS之外部緣邊之位置。基於此等量測，可判定在光軸O處投影系統之位置。
感測器總成7經組態以判定在六個自由度上投影系統PS之位置。感測器總成7包含用以量測在相對於投影系統之光軸O之徑向方向上投影系統PS之位置的第一位置感測器9及第三位置感測器11，以及用以量測在相對於投影系統PS之光軸O之切線方向上投影系統PS之位置的第二位置感測器10。感測器總成7進一步包含用以量測在實質上平行於投影系統之光軸O之方向上(亦即，在z方向上)投影系統PS之位置的三個位置感測器12。
位置感測器9、10、11及12可(例如)為編碼器類型感測器、干涉計及/或電容性感測器，且經組態以判定相對於配置於投影系統PS之底部末端之外部緣邊上之參考元件13(例如，小鏡面元件或柵格板)的位置。在替代實施例中，亦可使用任何其他合適類型之感測器及參考元件。參考元件亦可(例如)藉由投影系統自身形成。
因為感測器總成7及感測器頭1安裝於感測器框架3上，所以可以高準確度量測基板台WT相對於投影系統PS之相對位置。
應注意，在一替代實施例中，感測器總成7可安裝於投影系統PS上，且投影系統參考元件13可安裝於感測器框架3上。
位置量測之品質可受到如下各者影響：感測器臂自身中之諧振頻率；歸因於由起因於基板台WT之移動之氣壓力造成之感測器框架變形的感測器臂3之位置改變；感測器框架3中之熱效應，例如，由局域加熱造成；及歸因於感測器頭1與柵格板4之間的區域中之熱效應的量測光束中之干擾。
可採取以下措施以減低或甚至消除此等效應。
儘管感測器框架3之最低諧振頻率實質上高於度量衡框架MF之最 低諧振頻率，但感測器框架3之此等諧振頻率仍可影響位置量測。為了減低感測器框架3自身之諧振頻率之效應，提供主動式阻尼器件或主動式阻尼器15以阻尼感測器框架3之移動。此主動式阻尼器件或主動式阻尼器15可經組態為能夠抑制感測器框架3之移動之任何阻尼器件或阻尼器15。作為一替代例，或除了主動式阻尼器件或主動式阻尼器以外，亦可提供被動式阻尼器件以阻尼感測器臂3之移動。此被動式阻尼器件可為用於抑制感測器框架3之一或多個諧振峰值之調諧質量阻尼器。另外或替代地，可使用以渦電流為基礎之阻尼器。
基板台WT之移動(例如，在該基板台之掃描移動期間)可造成在經提供有感測器頭1之區域中傳播之壓力波。又，在其他部位處，可在微影裝置之使用期間存在可作用於感測器框架3或其部件之壓力波。為了減低壓力波之影響，可提供包含至少部分地圍封感測器框架3之屏蔽材料之一或多個屏蔽框架。在圖2及圖3之例示性實施例中，提供圍封感測器臂2及感測器頭1之屏蔽框架16。可針對感測器框架3之其他部件及/或感測器總成7提供額外屏蔽框架。
另外或替代地，感測器框架3可具有用以最小化壓力波之影響之空氣動力設計。
在一實施例中，因為壓力波力將施加於此等屏蔽框架16上，所以一或多個屏蔽框架16不安裝於感測器框架及/或度量衡框架上。一或多個屏蔽框架16可(例如)安裝於微影裝置之基座框架(亦即，微影裝置之非振動隔離框架)上。
感測器框架3內之熱條件亦可具有對感測器頭1與感測器總成7之感測器之間的相對位置之影響。此等相對位置應保持恆定以獲得基板台WT相對於投影系統PS之可靠位置量測。為了控制由感測器框架3內之熱效應造成之效應，可提供一或多個熱調節器件或熱調節器17以控制感測器框架3之熱條件。此等熱調節器件或熱調節器17可(例如)包 含水加熱/冷卻導管、可為電動之局域加熱器，或此兩者。熱調節器17可包含溫度控制液體及/或氣體。熱調節器17可包含用以輸送熱之帕耳帖元件(peltier-element)或熱管。熱調節器件或熱調節器17可安裝於感測器框架3上或安裝於任何其他合適部位(例如，屏蔽框架16)上。溫度感測器可位於感測器框架3中或上以獲取準確溫度。
如上文所解釋，在量測光束區域中(亦即，在感測器頭1與柵格板4之間)之熱條件可造成量測之干擾。一或多個空氣調節器件或空氣調節器18用以將經調節氣流提供於感測器頭1之量測光束之量測區域中。相似地，可提供空氣調節器件18以調節供感測器總成之位置感測器9、10、11、12之量測光束延行的區域。空氣調節器件18可位於感測器框架3、度量衡框架MF及基座框架中至少一者上。
一或多個空氣調節器件18可安裝於任何合適部位(例如，屏蔽框架16)上。應注意，當量測光束延行通過經調節環境(例如，部分真空化環境)時，空氣調節器件18可用以調節此經調節環境。
圖2及圖3展示用以量測在微影裝置之曝光區域中基板台WT之位置(亦即，其中經圖案化投影光束B投影於基板W上)的感測器框架3。
本發明之感測器框架3亦可提供於微影裝置之量測區域中。在基板W上圖案之實際曝光之前，藉由對準感測器及聚焦感測器來掃描基板W之表面以量測基板W之表面。在曝光階段期間使用此資訊以最佳化基板表面相對於投影系統之對準及聚焦。
圖4展示配置於此量測範圍內之感測器框架3。相同部件或具有實質上相同功能之部件具備相同元件符號。應注意，在微影裝置中，量測區域及曝光區域可經定位成彼此接近，較佳地彼此鄰近。
在度量衡框架MF上，對準感測器20及聚焦感測器21經配置以執行對準量測及聚焦量測。第二感測器框架3係用靜定(亦即，非欠定或非超定)之板片彈簧構造6而運動學上地安裝於度量衡框架MF上。第 二感測器框架3包含第一感測器框架臂2及第二感測器框架臂8。在第一感測器框架臂2上，第二感測器頭1經安裝以判定基板台WT相對於感測器框架3之位置。在第二感測器框架臂8上，第二感測器總成7經安裝以判定對準感測器20及聚焦感測器21相對於感測器框架3之位置。參考元件13安裝於對準感測器20及聚焦感測器21上以與感測器總成7合作。
運用第二感測器框架3、第二感測器頭1及第二感測器總成7，可獲得基板台WT與對準感測器20及聚焦感測器21之間的相對位置之可靠量測。
應注意，相似於圖2及圖3之實施例，感測器框架3可具備用以最佳化量測效能之另外措施，諸如，主動式或被動式阻尼器件、一或多個屏蔽框架、用於感測器框架3之一或多個熱調節器件，及用以調節量測光束之區域中之空氣的一或多個空氣調節器件。
在上文所描述之實施例中，基板台參考元件可由與基板台之材料相同的材料製成，或由與基板台之至少部分之材料相同的材料製成。此部分可為需要高位置準確度之存在於基板台參考元件與基板台之頂部表面之間的部分。此情形具有可用基板台參考元件來量測基板台之熱變形之優點。又，可量測具有水平梯度或隨著時間而變化之熱變形。當基板台歸因於溫度增加而膨脹時，基板台參考元件以相同方式而膨脹。可在所關注點處(亦即，在基板上之曝光隙縫處)直接地量測平行於固持平面之平面中之熱變形。仍可存在在垂直於固持平面之方向上之熱變形，但對於微影程序，該等熱變形通常占不及十分之一的重要性。此情形允許使用不同於具有極低熱膨脹係數CTE之材料(諸如，微晶玻璃)的材料。取而代之，可使用具有較高CTE及較高楊氏模數(Youngs modulus)或較高熱導率之材料，諸如，SiSiC。在一實施例中，基板台及基板台參考元件為一個單體部件。
替代地或除了上文所描述之實施例以外，微影裝置亦可具備用於量測基板台位置量測系統之至少部分相對於投影系統位置量測系統之至少部分之位置的額外位置量測系統。額外位置量測系統之一實例為用以量測基板位置量測系統相對於投影系統位置量測系統之位置的干涉計系統。舉例而言，干涉計系統可量測感測器總成7相對於感測器頭1之位置。感測器框架之熱變形或振動可藉由干涉計系統偵測，且因此可得以補償。干涉計系統可為干涉計光束越出感測器框架3之外部干涉計系統。干涉計系統可為光束通過感測器框架3之內部干涉計系統。可使感測器框架3至少部分地中空或具備透明內部部件，因此，光束可通過。內部干涉計系統具有可針對干擾(諸如，壓力波)而屏蔽光束之優點。外部干涉計系統可具備預防熱、光學或音波干擾之額外屏蔽。替代地或除了干涉計系統以外，亦可使用光譜干涉雷射。
額外位置量測系統之其他實例為光學編碼器系統、磁性編碼器系統及非干涉計系統。非干涉計系統之實例為三角量測、至少一光電二極體上之光點之偵測，或使用CCD。
額外位置量測系統之另外實例為以應變為基礎之量測系統。此系統可包含位於感測器框架3中或上之應變計。
在額外位置量測系統之另外實例中，感測器框架3可具備用於輸送光之至少一光纖。感測器框架3之變形可造成光纖之變形，且結果，造成通過光纖之光之屬性(諸如，極化或強度)的改變。此改變可藉由合適感測器量測。
在上文所描述之實施例中，可提供另外位置量測系統以在基板之頂側處量測在Z、Rx及/或Rz上基板或基板台之位置。
儘管在本文中可特定地參考微影裝置在IC製造中之使用，但應理解，本文所描述之微影裝置可具有其他應用，諸如，製造整合光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、平板顯示器、液晶顯示器 (LCD)、薄膜磁頭，等等。熟習此項技術者應瞭解，在此等替代應用之內容背景中，可認為本文對術語「晶圓」或「晶粒」之任何使用分別與更通用之術語「基板」或「目標部分」同義。可在曝光之前或之後在(例如)塗佈顯影系統(通常將抗蝕劑層施加至基板且顯影經曝光抗蝕劑之工具)、度量衡工具及/或檢測工具中處理本文所提及之基板。適用時，可將本文中之揭示內容應用於此等及其他基板處理工具。另外，可將基板處理一次以上，例如，以便創製多層IC，使得本文所使用之術語「基板」亦可指代已經含有多個經處理層之基板。
儘管上文可特定地參考在光學微影之內容背景中對本發明之實施例之使用，但應瞭解，本發明可用於其他應用(例如，壓印微影)中，且在內容背景允許時不限於光學微影。在壓印微影中，圖案化器件中之構形(topography)界定創製於基板上之圖案。可將圖案化器件之構形壓入被供應至基板之抗蝕劑層中，在基板上，抗蝕劑係藉由施加電磁輻射、熱、壓力或其組合而固化。在抗蝕劑固化之後，將圖案化器件移出抗蝕劑，從而在其中留下圖案。
本文所使用之術語「輻射」及「光束」涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外線(UV)輻射(例如，具有為或為約365奈米、248奈米、193奈米、157奈米或126奈米之波長)及極紫外線(EUV)輻射(例如，具有在5奈米至20奈米之範圍內之波長)，以及粒子束(諸如，離子束或電子束)。
術語「透鏡」在內容背景允許時可指代各種類型之光學組件中任一者或其組合，包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件。
雖然上文已描述本發明之特定實施例，但應瞭解，可以與所描述之方式不同的其他方式來實踐本發明。舉例而言，本發明可採取如下形式：電腦程式，其含有描述如上文所揭示之方法的機器可讀指令之一或多個序列；或資料儲存媒體(例如，半導體記憶體、磁碟或光 碟)，其具有儲存於其中之此電腦程式。
以上描述意欲為說明性而非限制性的。因此，對於熟習此項技術者將顯而易見，可在不脫離下文所闡明之申請專利範圍之範疇的情況下對所描述之本發明進行修改。
1‧‧‧感測器頭
2‧‧‧第一臂/感測器臂/第一感測器框架臂
3‧‧‧感測器框架
4‧‧‧柵格板
5‧‧‧固持器件/固持器
6‧‧‧板片彈簧構造
7‧‧‧感測器總成
8‧‧‧第二臂/感測器臂/第二感測器框架臂
9‧‧‧第一位置感測器
10‧‧‧第二位置感測器
12‧‧‧位置感測器
13‧‧‧投影系統參考元件
15‧‧‧主動式阻尼器件/主動式阻尼器
16‧‧‧屏蔽框架
17‧‧‧熱調節器件/熱調節器
18‧‧‧空氣調節器件/空氣調節器
MF‧‧‧度量衡框架
O‧‧‧光軸
PS‧‧‧投影系統
W‧‧‧基板
WT‧‧‧基板台

Claims (15)

  1. 一種微影裝置，其包含：一基板台，其經配置以固持一基板；一基板台位置量測系統，其包含一感測器頭、一感測器框架及一基板台參考元件；及一干涉計(interferometer)系統，其中該感測器頭經組態以與配置於該基板台之一底側處之該基板台參考元件合作，其中該感測器頭經配置於該感測器框架上，其中該干涉計系統經配置以偵測該感測器框架之一熱變形或振動。
  2. 如請求項1之微影裝置，該干涉計系統經配置以量測該感測器頭相對於該投影系統之一位置。
  3. 如請求項1或2之微影裝置，其中該干涉計系統經配置以提供通過該感測器框架之一干涉計光束。
  4. 如請求項3之微影裝置，其中該感測器框架係至少部分地中空或具備一透明內部部件(inner part)使該干涉計光束可通過。
  5. 如請求項1或2之微影裝置，其包含一投影系統及一框架，其中該投影系統經組態以將一經圖案化輻射光束投影至該基板之一目標部分上，其中該框架經配置以支撐該投影系統，其中該感測器框架係安裝於該框架上。
  6. 如請求項5之微影裝置，其中該感測器頭經配置於該投影系統之一光軸上。
  7. 如請求項1或2之微影裝置，其中該基板台經配置以將該基板固 持於一固持平面中，其中該基板台參考元件在實質上平行於該固持平面之一量測平面中延伸，其中該感測器頭經配置於該量測平面相對於該固持平面之一對置側處。
  8. 如請求項1或2之微影裝置，其包含一進一步位置量測系統，其在該基板之一頂側處量測該基板或該基板台之一位置。
  9. 如請求項1或2之微影裝置，其中該感測器框架包含至少一光纖，該至少一光纖經配置使得該感測器框架之一變形將造成通過該至少一光纖之一光之一屬性之一改變。
  10. 如請求項1或2之微影裝置，其包含一阻尼系統以阻尼(damp)該感測器框架之移動。
  11. 如請求項10之微影裝置，其中該阻尼系統係一主動式阻尼器。
  12. 如請求項1或2之微影裝置，其包含一或多個屏蔽框架，該一或多個屏蔽框架包含至少部分地圍封該感測器框架之屏蔽材料。
  13. 如請求項12之微影裝置，其中該屏蔽框架經配置以屏蔽該干涉計系統免受熱、光學或音波干擾。
  14. 如請求項12之微影裝置，其中該屏蔽框架係安裝於該感測器框架與該框架之外之一進一步框架上。
  15. 如請求項1或2之微影裝置，其中該基板台參考元件包含一柵格板且其中該感測器頭包含一編碼器。
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