TW201727377A - 具有主動可調整之計量支撐單元的光學成像配置 - Google Patents

Abstract

本發明關於一種光學成像配置，其包含一光學投影系統(102)、一支撐結構系統(102.1,107,111,112)、以及一計量裝置群組(110)。光學投影系統(102)包含一光學元件群組，其由支撐結構系統(102.1,107,111,112)所支撐且組態以在一曝光製程中使用曝光光沿著一曝光光路徑將一光罩(103.1)的一圖案的一影像轉移至一基板(104.1)上。支撐結構系統(102.1,107,111,112)包含一計量支撐結構(112)及一荷重承載結構(107)。計量支撐結構(112；212；312)包含分別支撐於荷重承載結構(107)上的一第一計量支撐子結構(112.1)及一第二計量支撐子結構(112.2)。計量裝置群組(110)包含一光學元件計量裝置(110.1至110.8)及一參考計量裝置(110.9)。光學元件計量裝置(110.1至110.8)與光學元件群組之其中一光學元件在功能上相關。此外，光學元件計量裝置(110.1至110.8)組態以擷取代表光學元件在至少一個自由度至所有六個自由度中的定位及/或定向的光學元件狀態資訊。參考計量裝置(110.9)與第一計量支撐子結構(112.1)及第二計量支撐子結構(112.2)在功能上相關。此外，參考計量裝置(110.9)組態以擷取代表第一計量支撐子結構(112.1)之一第一參考部分(112.11)及第二計量支撐子結構(112.2)之一第二參考部分(112.12)在至少一個自由度至所有六個自由度中的一相對定位及/或一相對定向的參考計量資訊。最後，支撐結構系統(102.1,107,111,112)包含一主動支撐裝置(116)，其以可依據參考計量資訊而主動調整的一方式於荷重承載結構(107)上支撐第一計量支撐子結構(112.1)及/或第二計量支撐子結構(112.2)。

Description

具有主動可調整之計量支撐單元的光學成像配置

本發明關於用於曝光製程中的光學成像配置，特別是關於微影系統的光學成像配置。本發明更關於用以支撐光學投影單元之計量裝置的方法。本發明可在用於製造微電子裝置(尤其是半導體裝置)之光微影製程的背景中使用，或在製造在此類光微影製程期間所使用之諸如光罩或遮罩等裝置的背景中使用。

一般而言，在製造諸如半導體裝置之微電子裝置的背景中所使用的光學系統包含配置在光學系統之曝光光路徑中的複數個光學元件單元，其包含諸如透鏡及反射鏡等光學元件。這些光學元件通常在曝光製程中協作，以將光罩、遮罩或類似物上所形成圖案的影像轉移於諸如晶圓的基板上。通常將該等光學元件組合在一或多個功能上相異的光學元件群組中。這些相異的光學元件群組可由相異的光學曝光單元固持。尤其對於以折射為主的系統而言，通常以固持一或多個光學元件之光學元件模組的堆疊建構此類光學曝光單元。這些光學元件模組通常包含外部大致為環形形狀的支撐裝置，其支撐一或多個光學元件支架，而各支架又固持光學元件。

由於半導體裝置持續微型化，因此永遠需要增強製造這些 半導體裝置所用光學系統的解析度。此增強解析度的需要明顯帶動增加數值孔徑(NA)及增加光學系統成像精確度的需要。

增強解析度的一個方法是減少曝光製程中所使用光的波長。近幾年來，已發展若干方法使用極紫外光(EUV)範圍中的光，其一般使用介於5nm至20nm(最常見約13nm)的波長。在此EUV範圍中，不可能再使用常見的折射光學器件。此乃因為以下事實：在此EUV範圍中，折射光學元件常用的材料顯示吸收度過高而無法獲得高品質的曝光結果。因此，在EUV範圍中，在曝光製程中使用包含諸如反射鏡或類似物之反射元件的反射系統，將光罩上所形成圖案的影像轉移於基板(如晶圓)上。

轉而使用EUV範圍中的高數值孔徑(如，NA>0.4至0.5)反射系統，對光學成像配置的設計造成相當大的挑戰。

一個重要的精確度需求是影像在基板上的定位精確度，這又稱為「視線精確度(line of sight accuracy，LoS accuracy)」。視線精確度一般約與數值孔徑的倒數成比例。因此，數值孔徑NA=0.45之光學成像配置的視線精確度比數值孔徑NA=0.33之光學成像配置的視線精確度小1.4倍。一般而言，數值孔徑NA=0.45的視線精確度在0.5nm以下。如果在曝光製程中亦考慮使用雙重圖案化，則精確度一般必須另外減少至除以1.4倍。因此，在此例中，視線精確度甚至將低於0.3nm。

除了其他需求之外，以上需求對參與曝光製程的組件之間的相對定位尤其造成極為嚴格的需求。此外，為了可靠地獲得高品質半導體裝置，不僅需要提供顯示高度成像精確度的光學系統，且還需要在整個曝光製程中及在系統的使用期間維持此高度的精確度。結果，必須以明確定義的方式支撐例如在曝光製程中協作的光學成像配置組件(即，光罩、光學元件及晶圓)，以同樣地維持在該等光學成像配置組件之間的預定空間關係，以提供高品質曝光製程。

為在整個曝光製程中，甚至在經由支撐配置之地面結構及/ 或經由內部振動干擾源(諸如加速質量，如移動組件、亂流流體流等)及其他因素引起振動的影響下以及在熱致定位變更的影響下，維持光學成像配置組件之間的預定空間關係，需要至少不時地擷取在光學成像配置之特定組件之間的空間關係，及依據此擷取過程的結果調整光學成像配置之至少一個組件的定位。

在多數習用系統中，經由計量系統使用光學投影系統及基板系統的中央支撐結構作為共同參考而完成此擷取在曝光製程中協作之組件間之空間關係的過程，以便能夠立即使成像配置之主動調整零件的運動同步。

另一方面，數值孔徑增加一般造成所使用光學元件的大小(又稱為光學元件的「光學覆蓋區(optical footprint)」)增加。所使用光學元件的光學覆蓋區增加對於其動態性質及用以達成以上調整的控制系統具有不利的影響。此外，增加的光學覆蓋區一般導致較大的光線入射角。然而，在此增加的光線入射角下，一般用於產生光學元件之反射表面之多層塗層的透射比大幅減少，明顯導致非所要的光功率損失及光學元件因吸收所造成的加熱增加。結果，為了以商業上可接受的規模實現此成像，必須使用甚至更大的光學元件。

這些情況均導致光學成像配置具有相當大的光學元件，其光學覆蓋區多達1m×1m，並導致這些光學元件彼此極為接近地配置，其間距離不到60mm。通常，在需要極低失真之高數值孔徑NA的此一系統中，光學路徑長度在2m以上，物體對影像移位則在50cm及50cm以上。這些核心數字本質上決定了支撐結構(諸如光學元件的光學元件支撐結構以及計量系統的計量支撐結構)的總大小。通常，支撐結構的總尺寸大約是2m×1.2m×1.5m。

以上情況所出現的一個問題是，這麼大的結構一般比較缺少剛性。此種較無剛性的支撐結構不僅對調整控制效能形成進一步限制， 且由於相應結構因殘餘低頻振動干擾造成的半靜態變形而形成殘餘誤差。儘管相應支撐結構以一振動隔離方式進行支撐，但此類殘餘低頻振動干擾仍有可能存在。因此，此類低頻振動干擾的負面效應變得甚至更加明顯。

一種似乎對症下藥的解決方案是增加勁度(stiffness)，及因此增加相應支撐結構的諧振頻率(resonant frequency)。然而，這個方法顯然有其實際上的限制。一個決定性的限制是，以達成此高準確性成像配置之適當動態及熱性質的合適材料製造如此大型結構的方法尚未出現。

有效因應此類殘餘低頻振動干擾之能力的另一個限制在於，實際上很難避免漂移及雜訊之負面效應，而以足夠精確度分別擷取此類殘餘低頻加速。

WO 2013/178277 A1提出一種解決這些問題的方法(其整體揭露內容將併入本文作為參考)。根據此文件，計量支撐結構分成複數個獨立支撐、較小的計量支撐。使用參考計量裝置擷取這些計量支撐子結構的個別空間關係的資訊，且所擷取的資訊將在控制曝光製程中所使用之光學元件時被考量。

然而，一方面，此一解決方案的缺點為計量支撐結構數量的增加將增加製造期間調整及校正計量系統的工作量。另一方面，仍需採取相當大努力來避免參考計量裝置的感測器範圍問題，例如由於計量支撐子結構之間過度的相互運動而使得擷取兩計量支撐子結構間之空間關係的參考計量裝置落在其有用的感測器範圍之外的情況。

因此，本發明之一目的在於至少在某種程度上克服以上缺點，及提供曝光製程中所用光學成像配置之良好且長期可靠的成像性質。

本發明之另一目的在於減少光學成像配置所需的工作量，同時至少維持曝光製程中所用光學成像配置的成像精確度。

本發明之另一目的在於減少引入光學成像配置之光學系統之殘餘低頻振動干擾對於成像品質的負面影響。

這些目的係根據本發明達成，根據一方面，本發明係基於以下技術教示：如果將計量支撐結構分割成複數個較小的個別計量支撐子結構(至少部分支撐在成像配置中所使用之計量裝置的子群組)、擷取這些計量支撐子結構中至少兩個的空間關係、以及個別計量支撐子結構中的至少一者係依據所擷取的空間關係而主動地調整，則即使在存在低頻振動干擾的情況下，也能達成光學成像配置所需的總工作量減少，同時至少維持光學成像配置的成像精確度。

此分割成個別較小子結構具有極大的優點：這些子結構由於其大小減少，可更容易地設計為剛性增加及因此共振頻率增加的組件。此剛性及諧振頻率增加導致這些支撐結構對低頻振動干擾的敏感性降低，大幅減少相應支撐結構的半靜態變形(quasi-static deformation)，及最終改良成像精確度。

應注意，參考計量裝置一般需決定在空間中所有自由度(degrees of freedom，DOF)中之計量支撐子結構之間的空間關係，該等計量支撐子結構在(即，以至少一或多個自由度，通常以所有六個自由度)執行的特定成像製程中與成像品質有關。一般而言，個別計量支撐子結構的主動調整將需隨之而為在所有這些相關的自由度中所擷取之空間關係的函數。

然而，因主動支撐所達成的好處，大幅超越針對主動支撐的額外工作量。尤其是，主動支撐大幅地降低用於參考計量裝置及計量支撐子結構之支撐兩者的工作量。

更準確地說，在一態樣下，由於感測器範圍的要求放寬，因此針對個別參考計量裝置及在相應計量支撐子結構本身之其組件的配置的工作量將降低。這是由於調整個別計量支撐子結構的可能性(例如維持在一或多個相關或關鍵自由度中的給定空間關係)，而總是存在一給定的感測 器範圍。

此外，在另一態樣下，有助於個別計量支撐子結構的整體支撐，因為整體來說需較少的費用來避免振動干擾或類似者進入計量支撐子結構。這是由於調整個別計量支撐子結構的可能性，使得進入個別計量支撐子結構的干擾可分別被主動地抵消或減弱。舉例來說，有關光學成像配置的冷卻系統的振動行為，可需較少的工作量。

最後，在具有一或多個大且重的光學元件的特定光學投影系統中，在針對這些重型光學元件之調整的需求被放寬的情況下，將有助於這類重型光學元件的支撐。更準確地說，使用計量支撐子結構的可主動調整的支撐，而不是試圖獲得大且重的光學元件的寬帶主動支撐，甚至有可能被動地支撐此一光學元件並具有相關的計量支撐子結構跟隨光學元件的動作。

將理解到，個別計量支撐子結構的主動支撐的控制也可以一主動式方式接著發生，例如在其中擷取影響個別計量支撐子結構的某些干擾。所擷取的干擾可接著例如用以產生由此干擾所引起之個別計量支撐子結構的動作的預測。預測可接著用以啟動對此干擾的適當抵抗。此一抵抗可例如包含個別計量支撐子結構之主動支撐的適當動作。然而，補充或替代地，也可包含其他量測，例如直接影響干擾本身的反措施。

個別計量支撐子結構的此一主動式控制一般係使用光學成像配置之相關部分的適當數值及/或經驗產生的模型來實現。將理解到，此一模型可立即地獲得針對個別計量支撐子結構之控制的適當控制參數，以回應有關所擷取干擾之個別資訊的輸入。將更理解到，干擾可為影響個別計量支撐子結構狀態的任何類型，且可至少部分地由個別計量支撐子結構的空間調整所抵消。一般而言，這類干擾為振動干擾。然而，其他干擾(例如熱干擾)在這方面也可能是相關的。

因此，儘管主動支撐的額外工作量，但可降低計量系統、 其支撐及整體光學成像配置之振動行為的整體花費。

因此，根據本發明第一態樣，提供一種光學成像配置，其包含一光學投影系統、一支撐結構系統、及一計量裝置群組。光學投影系統包含一光學元件群組，其由支撐結構系統所支撐且組態以在一曝光製程中使用曝光光沿著一曝光光路徑將一光罩的一圖案的一影像轉移至一基板上。支撐結構系統包含一計量支撐結構及一荷重承載結構。計量支撐結構包含分別支撐於荷重承載結構上的一第一計量支撐子結構及一第二計量支撐子結構。計量裝置群組包含一光學元件計量裝置及一參考計量裝置。光學元件計量裝置與光學元件群組之其中一光學元件功能性相關。此外，光學元件計量裝置組態以擷取代表光學元件在至少一個自由度至所有六個自由度中的定位及/或定向的光學元件狀態資訊。參考計量裝置與第一計量支撐子結構及第二計量支撐子結構功能性相關。此外，參考計量裝置組態以擷取代表第一計量支撐子結構之一第一參考部分及第二計量支撐子結構之一第二參考部分在至少一個自由度至所有六個自由度中的一相對定位及/或一相對定向的參考計量資訊。最後，支撐結構系統包含一主動支撐裝置，其以可依據參考計量資訊而主動調整的一方式支撐第一計量支撐子結構及/或第二計量支撐子結構於荷重承載結構上。

將理解到，控制可組態以調整第一計量支撐子結構及/或第二計量支撐子結構在空間中相對光學成像設備的任何期望參考的定位及/或定向。較佳地，主動支撐裝置係組態以依據參考計量資訊而調整第一計量支撐子結構及第二計量支撐子結構在至少一個自由度至所有六個自由度中的一相對定位及/或一相對定向。這產生了具有較少錯誤之特別簡單的控制概念。

更將理解到，可在空間中的相關自由度中主動地調整第一及第二計量支撐子結構的任一者。在此處，可針對兩個計量支撐子結構選擇相同的調整頻率範圍。

然而，在計量支撐子結構在個別相關自由度中具有顯著不同的質量及/或轉動慣量(包含其個別的支撐組件)的某些具體實施例中，可選擇不同(最終將重疊)的調整頻率範圍。因此，舉例來說，較為靜止的計量支撐子結構可能是未調整或在與較少靜止的計量支撐子結構相比為更低的頻率範圍內調整。此外，此一較為靜止的計量支撐子結構可作為一慣性參考，且可主動地調整一或多個較少靜止的計量支撐子結構以跟隨其運動。

因此，在某些具體實施例中，主動支撐裝置組態以第一計量支撐子結構在至少一自由度中至少部分地跟隨第二計量支撐子結構之第二參考部分的一動作的一方式來調整第一計量支撐子結構。補充或替代地，主動支撐裝置可組態以第一計量支撐子結構相對第二參考部分的一可預定相對定位及/或一可預定相對定向在至少一個自由度中係至少部分地維持的一方式來調整第一計量支撐子結構。藉由這些變化形式的其中任一者，可達成特別簡單、有效率、快速且動態有利的主動調整。

在實施上特別簡單的具體實施例中，主動支撐裝置包含一控制裝置及一致動器裝置。控制裝置連接至參考計量裝置及致動器裝置。控制裝置更組態以依據從參考計量裝置所接收之參考計量資訊而控制致動器裝置在至少一個自由度中調整第一計量支撐子結構及/或第二計量支撐子結構。

將理解到，參考計量資訊可經由包含第一及第二計量支撐子結構之個別參考部分的直接或間接量測而以任何適當的方式獲得。較佳地，參考計量裝置之一第一參考計量單元設置於第一計量支撐子結構的第一參考部分，且參考計量裝置之一第二參考計量單元設置於第二計量支撐子結構的第二參考部分。參考計量裝置接著組態以擷取代表第一參考計量單元及第二參考計量單元的一相對定位及/或一相對定向的資訊作為參考計量資訊。

將理解到，用於本發明背景中的計量裝置可根據任何所需 的操作原理來操作。舉例來說，可根據編碼器原理操作，即感測頭朝結構化表面發射感測光束，然後偵測從參考元件之結構化表面反射的讀取光束。結構化表面例如可以是包含一系列平行線(一維光柵)或互相傾斜線的網格(二維光柵)等的光柵。基本上從計算感測光束通過的直線擷取定位變更，這可從經由讀取光束達成的信號導出。

然而，將理解到，在本發明其他具體實施例中，除了編碼器原理外，可單獨使用或以任意組合使用任何其他類型的無接觸測量原理(諸如，干涉測量原理、電容測量原理、感應測量原理等)。然而，亦應瞭解，在本發明的其他具體實施例中，亦可使用任何合適的接觸式計量配置。作為接觸式工作原理，例如可使用磁致伸縮或電致伸縮工作原理(magnetostrictive or electrostrictive working principle)等。尤其，可依據精確度需求，選用工作原理。

在具有特別適合且簡單設計的某些具體實施例中，光學元件計量裝置包含設置於第一計量支撐子結構的一第一光學元件計量單元以及設置於光學元件的一第二光學元件計量單元。此處，參考計量裝置組態以擷取代表第一光學元件計量單元及第二光學元件計量單元的一相對定位及/或一相對定向的資訊作為光學元件狀態資訊。

將理解到，光學元件計量裝置的其中任兩個組件的位置、參考計量裝置及在相同計量支撐子結構的主動支撐裝置較佳應盡可能彼此靠近，以盡可能地降低由計量支撐子結構的變形所產生的錯誤。因此，一般而言，第一計量支撐子結構具有在空間中的一最大子結構尺寸(maximum substructure dimension)及一體積重心(volume center of gravity)，且第一光學元件計量單元較佳與第一參考計量單元的間隔小於最大子結構尺寸的100%至50%、較佳為小於最大子結構尺寸的10%至5%、更佳為小於最大子結構尺寸的3%至1%。

補充或替代地，第一計量支撐子結構由主動支撐裝置在至 少一支撐位置支撐，該至少一支撐位置與第一光學元件計量單元及/或第一參考計量單元的間隔小於最大子結構尺寸的100%至50%、較佳為小於最大子結構尺寸的10%至5%、更佳為小於最大子結構尺寸的3%至1%。

此外，補充或替代地，第一計量支撐子結構由主動支撐裝置在一支撐位置支撐，該支撐位置與體積重心的間隔小於最大子結構尺寸的100%至50%、較佳為小於最大子結構尺寸的10%至5%、更佳為小於最大子結構尺寸的3%至1%。

將理解到，個別計量支撐子結構之主動調整的控制可基於個別參考計量資訊單獨地執行。然而，在產生具有較少成像誤差之特別良好的成像特性的較佳具體實施例中，實施前文所一般性概述的主動式控制概念。此一主動式控制概念可使用干擾資訊，其被擷取且與朝向光學成像配置傳播或已作用在光學成像配置的實際干擾有關。干擾資訊可接著用以產生個別計量支撐子結構的主動調整的預防性控制，以盡可能地降低干擾對成像特性的影響。

任何類型的干擾可被擷取並以此一(最終主動式(eventually proactive))控制概念抵消。在某些具體實施例中，振動干擾可被擷取及使用。此一振動干擾可由能夠對干擾有足夠準確判定的任何適當手段來擷取。舉例來說，可使用運動感測器來產生合適的振動資訊。在本發明之特別簡單的變化形式中，加速度感測器係用以擷取干擾資訊。

因此，在某些較佳具體實施例中(其最終併入此一主動式控制概念)，主動支撐裝置包含一加速度感測器裝置，其係配置及組態以擷取代表在至少一個自由度至所有六個自由度中作用在光學成像配置之一加速組件上的一加速度的加速度資訊。加速度支撐裝置組態以依據加速度資訊而在至少一個自由度至所有六個自由度中調整第一計量支撐子結構及第二計量支撐子結構的一相對定位及/或一相對定向。

如上述，加速度資訊(即干擾資訊)可在任何適當位置擷取， 其允許所預期之干擾在個別計量支撐子結構的適當判定且因而允許個別計量支撐子結構之主動調整的適當主動式控制。舉例來說，加速度資訊可在光學成像設備的任何組件(例如在其照明單元、光罩單元、光學投影單元或基板單元)被擷取。較佳地，加速組件為光學投影系統之一組件(例如其中一光學元件)及/或支撐結構系統之一組件(例如荷重承載結構或其中一計量支撐子結構)。舉例來說，若為第一計量支撐子結構的主動調整，則加速組件可為第二計量支撐子結構。

在特別簡單的具體實施例中，主動支撐裝置包含一控制裝置及一致動器裝置，其中控制裝置連接至加速度感測器裝置及致動器裝置。控制裝置更組態以依據從加速度感測器裝置所接收之加速度資訊而控制致動器裝置在至少一個自由度中調整第一計量支撐子結構及/或第二計量支撐子結構。

在能夠對干擾有特別良好補償的特別有利的具體實施例中，控制裝置使用一數值模型來控制致動器裝置，其中數值模型已事先建立並代表第一計量支撐子結構及/或第二計量支撐子結構回應作用在加速組件上之加速度的一動作。藉由此手段，可達成對這類干擾的特別快速反應。

補充或替代地，控制裝置可組態以控制致動器裝置抵消第一計量支撐子結構及/或第二計量支撐子結構的一動作，該動作由產生作用在加速組件上之加速度的一擾動而引起。此外，補充或替代地，控制裝置可組態以控制致動器裝置主動地減弱(damp)第一計量支撐子結構及/或第二計量支撐子結構的一動作，該動作由產生作用在加速組件上之加速度的一擾動而引起。在任一這些情況中，將可實現有利降低由這類干擾所產生之成像誤差。

將理解到，個別計量支撐子結構的支撐可由任何適當的方式來設計。較佳地，第一計量支撐子結構經由第一振動隔離裝置而支撐於荷重承載結構上，且第二計量支撐子結構經由第二振動隔離裝置而支撐於 荷重承載結構上，實現了支撐的良好主要振動行為。較佳地，第一振動隔離裝置及/或第二振動隔離裝置特別地具有範圍從10Hz至3Hz、較佳為從1Hz至0.5Hz、更佳為從0.3Hz至0.1Hz的一振動隔離共振頻率。這產生支撐之特別有利的振動行為。

在某些具體實施例中，第二計量支撐子結構為一簡單的參考子結構，其沒有與光學元件之其中一者功能性相關的任何光學元件計量裝置。此一簡單的參考結構(由於其不需攜載這類光學元件計量裝置的重量的事實)具有其可實施為簡單、輕量且高度剛性的組件的優點(其對殘餘半靜態變形較不敏感)，因此非常適合作為其他主動調整之計量支撐子結構的參考。

在其他具體實施例中，第二計量支撐子結構也可攜載此一光學元件計量裝置的部分。在這些情況下，較佳地，另一光學元件計量裝置的第一光學元件計量單元設置於第二計量支撐子結構且該另一光學元件計量裝置的第二光學元件計量單元設置於光學元件群組的另一光學元件，該另一光學元件計量裝置係組態以擷取代表另一光學元件在至少一個自由度中的定位及/或定向的額外光學元件狀態資訊。

將理解到，計量支撐結構可分割為任何所需數量的計量支撐子結構。換言之，可提供二或更多個計量支撐子結構。顯然地，計量支撐子結構的數量越多會產生越小的子結構，其一般可為更剛性的設計，其在動態方面以及有關降低的殘餘半靜態變形是較佳的。

在某些這類具體實施例中，計量支撐子結構包含獨立地支撐於荷重承載結構上的第三計量支撐子結構。在此處，另一參考計量裝置與第一計量支撐子結構或第二計量支撐子結構及第三計量支撐子結構功能性相關。另一參考計量裝置組態以擷取代表第一計量支撐子結構或第二計量支撐子結構及第三計量支撐子結構在至少一個自由度至所有六個自由度中的一相對定位及/或一相對定向的額外參考計量資訊。

此處同樣地，第三計量支撐子結構可為簡單的參考結構，而無光學元件計量裝置的任何組件。然而，在其他具體實施例中，另一光學元件計量裝置的第五光學元件計量單元設置於第三計量支撐子結構且該另一光學元件計量裝置的第六光學元件計量單元設置於光學元件群組的另一光學元件，該另一光學元件計量裝置係組態以擷取代表該另一光學元件在至少一個自由度中的定位及/或定向的額外光學元件狀態資訊。

將理解到，光學投影系統之光學元件群組之任何所需數量的光學元件可各具有其本身的獨立計量支撐子結構。特別地，每一光學元件可具有其本身的獨立計量支撐子結構(其攜載指派給光學元件之光學元件計量裝置的個別部分)。在其他情況中，計量支撐子結構可指派給一個以上的光學元件。

將理解到，計量支撐子結構可由任何所希望且合適的材料製成。若計量支撐子結構的其中至少一者由選自一材料群組的一材料所製成，將可達成特別有利的動態及靜態特性，其中該材料群組由鋼、鋁(Al)、鈦(Ti)、一鐵鎳合金(Invar-alloy)、一鎢合金、一陶瓷材料、矽熔滲碳化矽(SiSiC)、碳化矽(SiC)、矽(Si)、碳纖維強化碳化矽(C/CSiC)、氧化鋁(Al₂O₃)、碳化鎢(WC)及堇青石(Cordierite)組成，而Zerodur®、ULE®玻璃及石英也是可能的材料，但由於其較低的剛性而為較次等的選擇

將更理解到，在某些具體實施例中，提供一控制單元，其組態以使用該光學元件狀態資訊控制光學成像配置的一主動組件，例如提供個別光學元件的主動支撐。

將理解到，本發明可用在以任何所需曝光光波長操作之任何所需光學成像製程的背景中。在微影的背景中將達成尤其有利的結果。因此，在某些具體實施例中，光學成像配置組態為使用在一UV範圍中、特別在一EUV範圍中之一曝光光波長之曝光光而用於微影中。較佳地，曝光光具有介於5nm至20nm的一曝光光波長。此外，光學元件群組的光學元件 為反射光學元件。

較佳地，為能夠執行曝光製程，光學成像配置更包含一照明單元、一光罩單元及一基板單元。照明單元組態以由曝光光照明在光罩單元內所接收的光罩，且基板單元組態以接收基板以接收由光學投影系統所轉移的影像。

根據本發明之第二態樣，提供一種支撐一光學成像配置之一計量系統的方法，該光學成像配置包含具有一光學元件群組的一光學投影系統，該光學元件群組組態以在一曝光製程中使用曝光光沿一曝光光路徑將一光罩的一圖案的一影像轉移至一基板上。方法包含分別地支撐第一計量支撐子結構及第二計量支撐子結構於一荷重承載結構上。方法更包含功能性地關聯一光學元件計量裝置與光學元件群組的一光學元件，並經由光學元件計量裝置擷取代表光學元件群組之一光學元件在至少一個自由度至所有六個自由度中的定位及/或定向的光學元件狀態資訊。方法更包含功能性地關聯一參考計量裝置與第一計量支撐子結構及第二計量支撐子結構，且經由參考計量裝置擷取代表第一計量支撐子結構之第一參考部分及第二計量支撐子結構之第二參考部分在至少一個自由度至所有六個自由度中的一相對定位及/或一相對定向的參考計量資訊。方法最後包含依據參考計量資訊而相對荷重承載結構主動地調整第一計量支撐子結構及/或第二計量支撐子結構。使用此方法，前文所述之在根據本發明之光學成像配置的背景中的目的、變化及優點可實現至相同程度，使得在此範圍對前文所作的陳述作出了明確的參考。

將理解到，根據本發明的計量支撐子結構的主動支撐更大幅地幫助光學成像配置的製造，尤其是校正。這是由於以下事實：主動調整的計量支撐子結構僅需在製造期間以所指派的參考計量裝置在其感測器範圍內的這樣一個準度被粗略的調整。接著可由計量支撐子結構的主動支撐裝置來進行後續的校正，亦即規格的微調。這大幅地降低了製造時間， 特別是校正時間。

因此，根據本發明之第三態樣，提供一種用以校正一光學成像配置之一計量系統的方法，該光學成像配置包含具有一光學元件群組的一光學投影系統，該光學元件群組組態以在一曝光製程中使用曝光光沿一曝光光路徑將一光罩的一圖案的一影像轉移至一基板上。方法包含支撐光學投影系統及計量系統於一荷重承載結構上，該計量系統的至少一光學元件計量單元被支撐於一計量支撐子結構上。方法更包含，在一粗略調整步驟中執行該計量支撐子結構的一粗略空間調整，以及在一校正步驟中藉由使用根據本發明之用以支撐計量裝置的方法調整該計量支撐子結構來執行一精細空間調整。使用此方法，前文所述之在根據本發明之光學成像配置的背景中的目的、變化及優點可實現至相同程度，使得在此範圍對前文所作的陳述作出了明確的參考。

此外，根據本發明之第四態樣，提供一種光學成像方法，其包含在一曝光製程中使用曝光光將圖案的影像轉移至一基板上，其中在曝光製程期間，使用根據本發明之用以支撐計量裝置的方法來主動地調整第一計量支撐子結構及/或第二計量支撐子結構。較佳地，在曝光製程期間，使用光學元件狀態資訊控制光學成像配置的一主動組件。使用此方法，前文所述之在根據本發明之光學成像配置的背景中的目的、變化及優點可實現至相同程度，使得在此範圍對前文所作的陳述作出了明確的參考。

從申請專利範圍附屬項及以下參考附圖之較佳具體實施例的說明中，將明白本發明的更多方面及具體實施例。所揭示特徵的所有組合無論是否在申請專利範圍中明確列舉，均在本發明之範疇內。

101‧‧‧光學曝光設備

102‧‧‧光學投影單元

102.1‧‧‧光學元件支撐結構

103‧‧‧光罩單元

103.1‧‧‧光罩

103.2‧‧‧光罩台

103.3‧‧‧支撐裝置

104‧‧‧基板單元

104.1‧‧‧基板

104.2‧‧‧基板台

104.3‧‧‧支撐裝置

105‧‧‧照射系統

105.1‧‧‧曝光光

105.2‧‧‧光導系統

106.1‧‧‧光學元件單元

106.2‧‧‧光學元件單元

106.3‧‧‧光學元件單元

106.4‧‧‧光學元件單元

106.5‧‧‧光學元件單元

106.6‧‧‧光學元件單元

106.7‧‧‧第一光學元件子群組

106.8‧‧‧第二光學元件子群組

107‧‧‧荷重承載結構

108.1‧‧‧支撐裝置

108.2‧‧‧支撐裝置

108.3‧‧‧支撐裝置

108.4‧‧‧支撐裝置

108.5‧‧‧支撐裝置

108.6‧‧‧支撐裝置

109‧‧‧控制單元

110‧‧‧計量裝置群組

110.1‧‧‧光學元件計量裝置

110.2‧‧‧光學元件計量裝置

110.3‧‧‧光學元件計量裝置

110.4‧‧‧光學元件計量裝置

110.5‧‧‧光學元件計量裝置

110.6‧‧‧光學元件計量裝置

110.7‧‧‧光學元件計量裝置

110.8‧‧‧光學元件計量裝置

110.9‧‧‧參考計量裝置

110.10‧‧‧加速度感測器裝置

111‧‧‧支撐結構系統

112‧‧‧支撐結構系統

112.1‧‧‧第一計量支撐子結構

112.2‧‧‧第二計量支撐子結構

112.3‧‧‧質量重心

112.4‧‧‧質量重心

112.5‧‧‧荷重承載介面裝置

112.6‧‧‧荷重承載介面裝置

112.7‧‧‧第一核心結構

112.8‧‧‧第二核心結構

112.9‧‧‧第一支撐臂

112.10‧‧‧第二支撐臂

112.11‧‧‧第一參考部分

112.12‧‧‧第二參考部分

112.13‧‧‧支撐位置

115.1‧‧‧感測頭

115.2‧‧‧相關聯參考元件

116‧‧‧主動支撐裝置

116.1‧‧‧第一振動隔離裝置

116.2‧‧‧第二振動隔離裝置

116.3‧‧‧第一致動器裝置

116.4‧‧‧第二致動器裝置

117.1‧‧‧參考計量單元

117.2‧‧‧參考計量單元

117.3‧‧‧感測頭單元

118‧‧‧測試總成

119‧‧‧測試荷重承載結構

120‧‧‧測試總成

121‧‧‧測試荷重承載結構

122.1‧‧‧計量支撐子結構

122.2‧‧‧計量支撐子結構

122.3‧‧‧計量支撐子結構

201‧‧‧光學成像配置

206.7‧‧‧光學元件子群組

206.8‧‧‧光學元件子群組

206.9‧‧‧光學元件子群組

206.10‧‧‧光學元件子群組

210‧‧‧計量配置

210.6‧‧‧計量裝置

210.7‧‧‧計量裝置子群組

210.9‧‧‧參考計量裝置

210.10‧‧‧計量裝置子群組

210.11‧‧‧參考計量單元

210.12‧‧‧計量裝置子群組

210.13‧‧‧參考計量單元

212‧‧‧計量支撐結構

212.1‧‧‧計量支撐子結構

212.14‧‧‧計量支撐子結構

212.2‧‧‧計量支撐子結構

216.3‧‧‧致動器裝置

216.4‧‧‧輪廓

216.5‧‧‧致動器裝置

222.1‧‧‧感測頭

222.2‧‧‧相關聯參考元件

301‧‧‧光學成像配置

306.7‧‧‧第一光學元件子群組

306.8‧‧‧第二光學元件子群組

310.7‧‧‧計量裝置子群組

310.8‧‧‧計量裝置子群組

310.9‧‧‧參考計量裝置

310.14‧‧‧參考計量單元

312‧‧‧投影系統計量支撐結構

312.1‧‧‧第一計量支撐子結構

312.14‧‧‧第三計量支撐子結構

312.2‧‧‧第二計量支撐子結構

316‧‧‧主動支撐裝置

D1‧‧‧距離

D2‧‧‧距離

D3‧‧‧距離

D4‧‧‧距離

P1‧‧‧第一荷重承載介面平面

P2‧‧‧第二荷重承載介面平面

SD_max‧‧‧最大子結構尺寸

圖1是根據本發明之光學成像配置之較佳具體實施例的示意圖，可用該光學成像配置執行根據本發明之方法的較佳具體實施例； 圖2是圖1之光學成像配置之一部分的示意圖；圖3是圖2之光學成像配置之一部分的機械方塊圖；圖4是在預先裝配測試狀態中之圖2之光學成像配置之一部分的示意圖；圖5是根據本發明決定光學元件群組之狀態資訊之方法之較佳具體實施例的方塊圖，其包括可用圖1之光學成像配置執行之支撐根據本發明之計量系統之方法的較佳具體實施例；圖6是圖2之光學成像配置之一部分的另一示意圖；圖7是圖6之光學成像配置之一部分的示意圖；圖8是根據本發明之光學成像配置之另一較佳具體實施例的示意圖，可用該光學成像配置執行根據本發明之方法的其他較佳具體實施例；圖9是圖8之光學成像配置之部分的機械方塊圖；以及圖10是根據本發明之光學成像配置之另一較佳具體實施例之一部分的機械方塊圖。

【第一具體實施例】

下文中，將參考圖1至7說明根據本發明之光學成像配置101的較佳第一具體實施例，可用該光學成像配置執行根據本發明之方法的較佳具體實施例。為有助於理解以下解說，在圖中使用xyz座標系統，其中z方向代表垂直方向(即，重力方向)。

圖1是形式為光學曝光設備101之光學成像配置的示意圖且未按比例繪製，光學曝光設備101在波長13nm的EUV範圍中操作。光學曝光設備101包含光學投影單元102，其適於將光罩103.1(設置於光罩單元103的光罩台103.2上)上形成的圖案影像轉移於基板104.1(設置於基板單元104 的基板台104.2上)上。為此，光學曝光設備101包含照射系統105，其經由適當的光導系統105.2以曝光光(由其主射線105.1表示)照射反射性光罩103.1。光學投影單元102接收從光罩103.1反射的光，及將光罩103.1上形成的圖案影像投影於基板104.1(如，晶圓或類似物)上。

為此，光學投影單元102固持光學元件單元106.1至106.6的光學元件單元群組106。此光學元件單元群組106固持在光學元件支撐結構102.1內。光學元件支撐結構102.1可採取光學投影單元102之外殼結構的形式，其在下文中又稱為「投影光學器件箱結構(projection optics box，POB)」102.1。然而，應瞭解，此光學元件支撐結構不一定要形成光學元件單元群組106之完整或甚至(光及/或流體)緊密的密封體。而是，其亦可局部形成為開放結構，如本實例的情況。

應瞭解，就本發明的意義而言，光學元件單元可僅由光學元件(諸如反射鏡)組成。然而，此類光學元件單元亦可包含其他組件，諸如固持此類光學元件的支架(holder)。

投影光學器件箱結構102.1以一振動隔離方式支撐於荷重承載結構107上，荷重承載結構107繼而支撐於地面或底座結構111上。荷重承載結構107以一振動隔離方式在一振動隔離諧振頻率下支撐於地面或底座結構111上，振動隔離諧振頻率介於0.05Hz至8.0Hz、較佳介於0.1Hz至1.0Hz、更佳介於0.2Hz至0.6Hz。此外，通常，選擇阻尼比介於5%至60%、較佳介於10%至30%、更佳介於20%至25%。在本實例中，選擇阻尼比15%至35%的振動隔離諧振頻率0.25Hz至2Hz用於荷重承載結構107的振動隔離支撐。

地面或底座結構111(以一振動隔離方式)亦經由光罩台支撐裝置103.3支撐光罩台(mask table)103.2及經由基板台支撐裝置104.3支撐基板台(substrate table)104.2。然而，應瞭解，在本發明的其他具體實施例中，荷重承載結構107亦可支撐(較佳以一振動隔離方式)光罩台103.2及基板台 104.2。

應瞭解，投影光學器件箱結構102.1可經由複數個振動隔離裝置及至少一個中間支撐結構單元以串接的方式(cascaded manner)支撐，以達成良好的振動隔離。這些振動隔離裝置一般可具有不同的隔離頻率，以達成在一廣泛頻率範圍上的良好振動隔離。

光學元件單元群組106總共包含六個光學元件單元，即：第一光學元件單元106.1、第二光學元件單元106.2、第三光學元件單元106.3、第四光學元件單元106.4、第五光學元件單元106.5及第六光學元件單元106.6。在本具體實施例中，光學元件單元106.1至106.6之各者由反射鏡形式的光學元件組成，在下文中又稱為「反射鏡M1至M6」。

在本具體實施例中，就本發明的意義而言，反射鏡106.2(M2)、反射鏡106.3(M3)及反射鏡106.4(M4)形成第一光學元件子群組106.7，而反射鏡106.1(M1)、反射鏡106.5(M5)及反射鏡106.6(M6)形成第二光學元件子群組106.8。

然而，應瞭解，在本發明的其他具體實施例中，(如上述)相應光學元件單元(除了光學元件本身之外)亦可包含更多組件，諸如孔徑光闌(aperture stop)、固持光學元件及最後形成連接光學元件單元與支撐結構之支撐單元之介面的支架或扣件(retainer)。

另外，應瞭解，在本發明的其他具體實施例中，可使用另一數量的光學元件單元。較佳提供四到八個光學元件單元。

反射鏡106.1(M1)至106.6(M6)之每一者由相關聯支撐裝置108.1至108.6支撐於由投影光學器件箱結構102.1形成的支撐結構上。支撐裝置108.1至108.6之每一者係形成為主動裝置，使得在定義控制頻寬(defined control bandwidth)下主動支撐反射鏡106.1至106.6之各者。

在本實例中，光學元件單元106.6是形成光學元件單元群組106之第一光學元件單元之較大且較重的組件，其他光學元件單元106.1至 106.5則形成光學元件單元群組106的複數個第二光學元件單元。以較低第一控制頻寬主動支撐第一光學元件單元106.6，並以第二控制頻寬主動支撐第二光學元件單元106.1至106.5，以實質上維持第二光學元件單元106.1至106.5之各者相對於第一光學元件單元106.6的給定空間關係，如WO 2013/004403 A1中所揭示(其全文以引用的方式併入本文中)。

在本實例中，針對光罩台支撐裝置103.3及基板台支撐裝置104.3選用類似的主動支撐概念，亦分別在第三及第四控制頻寬下主動支撐這兩個支撐裝置，以實質上維持光罩台103.2及基板台104.2分別相對於第一光學元件單元106.6的給定空間關係。然而，應瞭解，在本發明的其他具體實施例中，可針對光罩台及/或基板台選用另一支撐概念。

如將在下文進一步詳細解說，由控制單元109依據計量配置110的信號對主動支撐裝置108.1至108.6、103.3及104.3實行控制。按照以下方式對參與成像製程的組件實行調整控制。

為達成主動低頻寬支撐，組態及控制第一光學元件單元106.6(M6)、第一光學元件單元106.6的第一支撐裝置108.6，以在介於5Hz至100Hz(較佳介於40Hz至100Hz)的第一調整控制頻寬下，提供第一光學元件單元106.6相對於計量配置110之一組件的調整。

此外，為達成主動支撐，分別組態及控制第二光學元件單元106.1至106.5、光罩台103.2及基板台104.2、第二光學元件單元106.1至106.5之第二支撐裝置108.1至108.5之各者、以及光罩台支撐裝置103.3及基板台支撐裝置104.3，以在分別介於5Hz至400Hz(較佳介於200Hz至300Hz)的第二、第三及第四調整控制頻寬下，分別提供相應相關聯光學元件單元106.1至106.5、光罩台103.2及基板台104.2的調整。應瞭解，在本發明的特定具體實施例中，第二控制頻寬可在第二支撐裝置108.1至108.5當中有所變化。

本具體實施例因此遵循一支撐策略，根據該策略，以控制 的方式在低頻寬(在此頻寬下可輕易達成對光學元件單元106.6的控制)下主動支撐較大及較重的第一光學元件單元106.6(其在達到EUV微影中一般所需的高控制頻寬時引起最嚴重的問題)，同時控制參與曝光製程的其他組件，即：第二光學元件單元106.1至106.5、光罩台103.2及基板台104.2，以維持相對於第一光學元件單元106.6及因此相對於彼此之充分穩定及精確的空間關係。

因此，儘管在本實例中，主動控制參與成像製程的所有組件(即，反射鏡106.1至106.6、光罩103.1及基板104.1)的事實，但第一光學元件單元106.6的調整控制頻寬需求大幅放寬明顯超越主動支撐個別組件的費用增加。尤其，與其中一般使用調整控制頻寬200Hz至300Hz且將其視為必要(由於較大光學覆蓋區組件的較低諧振頻率，很難對該等組件達到此控制頻寬)的習用系統相比，大幅促進諸如第六反射鏡106.6(其光學覆蓋區多達1.5m×1.5m及質量多達350kg)之較大光學覆蓋區組件的調整控制。

然而，將理解到，在本發明的其他具體實施例中可遵循光學元件單元106.1至106.6、光罩台103.2及基板台104.2的另一支撐策略。

光罩103.1上形成的圖案影像通常大小減少後才轉移至基板104.1的若干目標區域。取決於光學曝光設備101的設計，光罩103.1上形成的圖案影像可以兩個不同方式轉移至基板104.1上的相應目標區域。如果將光學曝光設備101設計為所謂的晶圓步進機設備，則藉由輻照光罩103.1上形成的整個圖案，以一單一步驟將整個圖案影像轉移至基板104.1上的相應目標區域。如果將光學曝光設備101設計為所謂的步進掃描設備，則藉由在投影光束下漸進式掃描光罩台103.2及因此掃描光罩103.1上形成的圖案，且同時實行基板台104.2及因此基板104.1的對應掃描移動，將圖案影像轉移至基板104.1上的相應目標區域。

在這兩個例子中，為獲得高品質成像結果，必須將參與曝光製程之組件間(即，在光學元件單元群組106(即，反射鏡106.1至106.6)的 光學元件之間)相對於彼此以及相對於光罩103.1及相對於基板104.1的給定空間關係維持在預定限制(predetermined limit)內。

在光學曝光設備101操作期間，反射鏡106.1至106.6相對於彼此以及相對於光罩103.1及基板104.1的相對定位容易遭受因引入系統之固有及非固有干擾所引起的變更。此類干擾可以是因系統本身內產生且亦經由系統周遭(如，荷重承載結構107，其本身係支撐於地面結構111上)引入的力所引起的機械干擾，如，其形式為振動。此類干擾亦可以是熱致干擾，如，由於系統零件熱膨脹所造成的定位變更。

為了保持反射鏡106.1至106.6相對於彼此以及相對於光罩103.1及基板104.1之空間關係的以上預定限制，反射鏡106.1至106.6之每一者分別經由其支撐裝置108.1至108.6在空間中主動定位。同樣地，光罩台103.2及基板台104.2分別經由相應的支撐裝置103.3及104.3在空間中主動定位。

下文中，將參考圖1及2說明參與成像製程之組件106.1至106.6、103.1及104.1之空間調整的控制概念。如上文所提，使用連接的控制單元109及在上文描述的特定調整控制頻寬下提供對應的控制信號給支撐裝置108.1至108.6、103.3及104.3之每一者(在圖1中以控制單元109及相應支撐裝置處的實線及虛線指示)，以完成所有六個自由度控制組件106.1至106.6、103.1及104.1的調整。

然而，應瞭解，在本發明的其他具體實施例中，不需要針對參與成像製程的特定組件或甚至所有組件提供所有六個自由度的主動調整控制。例如，在對於(參與成像製程之個別或甚至所有組件之)僅在某些自由度的變更具有相關敏感度之成像誤差特性的成像配置特定設計下，僅考慮及(如果需要)控制相關組件在這些特定自由度的調整即已足夠，而其他自由度由於不會影響成像品質則可忽略。

在本實例中，控制單元109依據計量配置110的計量信號產 生其控制信號；就本發明的意義而言，計量配置110擷取代表組件106.1至106.6、103.1及104.1之每一者在所有六個自由度之定位及定向(如圖1及2中的虛線所示)的資訊作為狀態資訊。

如上文所提，計量配置110使用較大光學覆蓋區的第六反射鏡106.6作為慣性參考(inertial reference)(即，作為參考光學元件單元)，參與成像製程的所有其他組件106.1至106.5、103.1及104.1均參考此慣性參考。如圖1中所見，在將光罩103.1上形成的圖案影像轉移至基板104.1上時，光路徑中的第六反射鏡106.6是由曝光光105.1最後擊中的最終反射鏡單元。

為此，計量配置110包含：在機械上連接至投影系統計量支撐結構112(其繼而由荷重承載結構107支撐)的計量裝置群組110.1至110.6，以及與光罩台103.2及基板台104.2(分別如圖1(高度示意性)所示)相關聯的其他計量裝置113及114。

在本具體實施例中，各計量裝置110.1至110.6包含複數個感測頭115.1，其在機械上連接至投影系統計量支撐結構112並與在機械上直接連接至相應反射鏡106.1至106.6的相關聯參考元件115.2協作(cooperate)。計量裝置113及114分別也是同樣的道理。

術語「在機械上直接連接」就本發明的意義而言應視為在兩個零件之間的直接連接，包括(如果有的話)在零件之間的短距離，從而允許藉由測量一個零件的定位，可靠地決定另一個零件的定位。尤其，此術語意謂著並沒有例如由於熱或振動效應而於定位決定中引入不確定性的其他零件的介入(interposition)。應瞭解，在本發明的特定具體實施例中，參考元件115.2不一定是連接至反射鏡的獨立組件，而是可直接或一體形成於反射鏡的表面上，如，在製造反射鏡後以獨立製程形成的光柵或類似物。

在本具體實施例中，計量裝置110.1至110.6、113及114根據編碼器原理(encoder principle)操作，即，感測頭朝結構化表面發射感測光束，然後偵測從參考元件之結構化表面反射的讀取光束。結構化表面例如 可以是包含一系列平行線(一維光柵)或互相傾斜線的網格(二維光柵)等的光柵。基本上從計算感測光束通過的直線擷取定位變更，這可從經由讀取光束達成的信號導出。

然而，應瞭解，在本發明的其他具體實施例中，除了編碼器原理外，可單獨使用或以任意組合使用任何其他類型的無接觸測量原理(諸如，干涉測量原理、電容測量原理、感應測量原理等)。然而，亦應瞭解，在本發明的其他具體實施例中，亦可使用任何合適的接觸式計量配置。作為接觸式工作原理，可例如使用磁致伸縮或電致伸縮工作原理(magnetostrictive or electrostrictive working principle)等。尤其，可依據精確度需求，選用工作原理。

在所有六個自由度中，與第六反射鏡106.6(M6)相關聯的計量裝置110.6擷取投影系統計量支撐結構112及形成慣性參考之第六反射鏡106.6(M6)間之第一空間關係。此外，(在所有六個自由度中)與參與成像製程的其他組件106.1至106.5、103.1及104.1相關聯的計量裝置110.1至110.5、113及114擷取在投影系統計量支撐結構112.1及相關聯組件106.1至106.5、103.1及104.1之間的第二空間關係。

最後，計量配置110使用第一空間關係及第二空間關係，決定第六反射鏡106.6及相應其他組件106.1至106.5、103.1及104.1之間的空間關係。接著將對應的計量信號提供給控制單元109，其繼而依據這些計量信號，產生相應支撐裝置108.1至108.6、103.3及104.3的對應控制信號。

應瞭解，在本發明的其他具體實施例中，亦可直接測量中央參考元件(如，第六反射鏡M6)及參與成像製程之相應其他組件的任何一者(如，反射鏡106.1至106.5、光罩103.1及基板104.1)之間的空間關係。取決於空間邊界條件，亦可使用此直接及間接測量的任意組合。

在顯示的具體實施例中，依據代表計量結構及第六反射鏡106.6間之第一空間關係的計量信號，控制單元109產生第六反射鏡106.6(就 本發明的意義而言，即參考元件)之支撐裝置108.6的對應控制信號，以在上述第一調整控制頻寬下(介於5Hz至100Hz，較佳介於40Hz至100Hz)，相對於計量配置110的投影系統計量支撐結構112，調整第六反射鏡106.6。

關鍵第一光學元件單元106.6之此低頻寬控制提供第一光學元件單元106.6相對於計量支撐結構112的低頻寬漂移控制。換言之，其允許第一光學元件單元106.6遵循計量裝置110.6(其擷取第一光學元件單元106.6及投影系統計量支撐結構112間之空間關係)之計量支撐結構112的對應低頻運動。以此方式，可以極有利的方式避免第一光學元件單元106.6及計量單元110.1之投影系統計量支撐結構112.1間超出計量單元110.1之擷取裝置之擷取範圍的過度相對運動，或換言之，避免感測器範圍問題。

應瞭解，如由於直接在曝光製程前的測量操作而已知基板台104.2及基板104.1之間的空間關係。光罩台103.2及光罩103.1之間的空間關係也是同樣的道理。因此，分別連接至光罩台103.2及基板台104.2的相應參考元件亦允許擷取分別在參考反射鏡106.6與光罩103.1及基板104.1之間的空間關係。

結果，儘管目前一般必須主動控制參與曝光製程之所有組件的事實，仍可以極為有利的方式大幅放寬最關鍵第一光學元件單元106.6的控制頻寬需求。此正面效應一般大幅超越主動支撐所有組件的費用增加。

因此，例如，與個別光學元件單元一般使用調整控制頻寬200Hz至300Hz且將此調整控制頻寬視為必要的習用系統相比，在本發明中，關鍵的第一光學元件單元106.6可使用明顯較低的調整控制頻寬，如，在5Hz至100Hz之間，較佳在40Hz至100Hz之間，而參與成像製程的所有其他組件(即，光學元件單元106.1至106.5、光罩單元103.1及基板單元104.1)則可以習用所要的較高調整控制頻寬(例如200Hz至400Hz)來控制，以提供相對於由第一光學元件單元106.6形成之慣性參考的正確對準。

應進一步瞭解，上述(間接)測量概念具有以下優點：計量單 元110.1之投影系統計量支撐結構的瞬時剛體定位及定向，尤其是引入計量單元110.1之計量結構的振動干擾本質上是不相關的，只要投影系統計量支撐結構112.1為充分剛性以大體上避免計量支撐結構112的變形即可。尤其，必須減少用於穩定投影系統計量支撐結構112在空間中的定位及/或定向的工作量。然而，通常，如本具體實施例，投影系統計量支撐結構112仍可以一振動隔離方式支撐。

根據本發明，系統101的光學效能係藉由以下方式進一步改良：將投影系統計量支撐結構112分割成複數個個別計量支撐子結構(即第一計量支撐子結構112.1及第二計量支撐子結構112.2，其各支撐計量裝置110.1至110.6之一子群組，計量裝置110.1至110.6之各子群組與反射鏡106.1至106.6的子群組相關聯)，進一步減少或大幅消除導致投影系統計量支撐結構112之半靜態變形的低頻振動影響。

更準確地說，如圖2中所見(僅顯示投影系統102在此背景中相關的零件)，在本實例中，第一計量裝置子群組110.7(包含計量裝置110.2、110.3及110.4)與第一光學元件子群組106.7(包含反射鏡106.2、106.3及106.4)相關聯且由第一計量支撐子結構112.1支撐。第二計量裝置子群組110.8(包含計量裝置110.1、110.5及110.6)與第二光學元件子群組106.8(包含反射鏡106.1、106.5及106.6)相關聯並由第二計量支撐子結構112.2支撐。

此將投影系統計量支撐結構112分割成個別較小子結構112.1及112.2具有極大的優點：這些子結構112.1及112.2因為其大小減少而可更容易地設計為剛性增加及因此諧振頻率增加的組件。

與習用投影系統計量支撐結構的單件剛性結構設計(其中，例如，支撐結構112由單塊組件(monolithic component)或複數個剛性連接組件製成)相比，子結構112.1及112.2之此剛性及諧振頻率增加將導致這些支撐子結構112.1及112.2對低頻振動干擾的敏感性明顯降低，其一般導致個別支撐子結構112.1及112.2的所謂半靜態變形。

舉例來說，具有長度尺寸a、寬度尺寸b、厚度尺寸h、密度ρ、及柔度(compliance)B的矩形板結構，共振頻率ω _mn 以模數m、n計算為：

此外，這樣一板的變形D直接正比於共振頻率ω _mn， ，即成立下式：D~ω _mn (2)

因此，根據方程式(1)，變形D與個別長度尺寸a及寬度尺寸b的平方分別成反比。換言之，將長度尺寸a及寬度尺寸b之每一者降低50%將導致變形D降低75%(即降低至原始變形的四分之一)。這示意性地繪示於圖6，其顯示在半靜態變形下的第一計量支撐子結構112.1及第二計量支撐子結構112.2相比於在這類半靜態變形下的單件計量支撐結構(以雙點虛線輪廓表示)。

結果，與習用的單件剛性計量支撐結構相比，相應支撐子結構112.1及112.2之低頻振動引致的半靜態變形大幅減少。這減少計量裝置110.1至110.6由投影系統計量支撐結構112的半靜態變形造成定位及/或定向變更所引起的測量誤差，因而改良計量裝置110.1至110.6所達成的測量精確度。這最終以有利的方式導致控制製程的精確度改良，及因此改良成像配置101的總成像精確度。

如另外在圖2中所見，與習用單件剛體設計相比，投影系統計量支撐結構112的分割設計允許較輕量的設計，其中相應第一及第二計量支撐子結構112.1及112.2僅包含核心結構(core structure)及從此核心結構突出的複數個支撐臂(support arm)。

更準確地說，第一計量支撐子結構112.1包含第一核心結構112.7，而第二計量支撐子結構112.2包含第二核心結構112.8。第一核心結構112.7攜載複數個第一支撐臂112.9，第二核心結構112.8則攜載複數個第二支撐臂112.10。

第一支撐臂112.9之各者在其自由端的範圍中攜載第一計量裝置子群組110.7之感測頭115.1的一或多個。為提供良好的動態特性(及因此，感測頭115.1的高穩定支撐)，將各第一支撐臂112.9設計為較短且剛性的組件。

為此，各第一支撐臂112.9具有第一最大臂尺寸，其介於第一核心結構112.7之第一最大核心結構尺寸的5%至150%。第一最大臂尺寸較佳介於第一最大核心結構尺寸的20%至120%、更佳介於第一最大核心結構尺寸的30%至100%。

相應的第二支撐臂112.10也是同樣的道理。因此，各第二支撐臂112.10較佳具有第二最大臂尺寸，其介於第二核心結構112.8之第二最大核心結構尺寸的5%至150%。第二最大臂尺寸較佳介於第二最大核心結構尺寸的20%至120%、更佳介於第二最大核心結構尺寸的30%至100%。

很明顯地，與習用設計相比，採用計量支撐結構112之此分割設計，尤其在兩個計量支撐子結構112.1及112.2係設置彼此相鄰的中心區中，可省去大量的結構組件或材料。僅需要相應核心結構112.7及112.8分別提供相應計量支撐子結構112.1及112.2的基本結構穩定性，同時除了分別較纖細且輕量但卻高度剛性支撐臂112.9及112.10之外，可省掉任何更多結構元件或組件。因此，與習用單件設計相比，可達成明顯較輕量及最終更剛性的結構。

如從圖2看得更加清楚，投影系統計量支撐結構112定義一組三個正交方向，即寬度方向(x軸)、深度方向(y軸)及高度方向(z軸)。很明顯地，投影系統計量支撐結構112的高度尺寸是投影系統計量支撐結構112在這三個正交方向之一者中的最大尺寸。因此，就本發明的意義而言，高度方向代表最大尺寸方向。

在本實例中，選擇計量支撐子結構112.1及112.2之間的分割線，致使第一計量支撐子結構112.1及第二計量支撐子結構112.2在此最大尺 寸方向中係設置相鄰。結果，在本實例中，第一計量支撐子結構112.1在高度方向(為最大尺寸方向)中係設置在第二計量支撐子結構上方。

然而，應瞭解，在本發明的其他具體實施例中，可選擇計量支撐子結構之間之分割線的另一位置。例如，在計量支撐結構的最顯著尺寸中是在寬度方向(即，x軸是最大尺寸方向)及/或深度方向(即，y軸是最大尺寸方向)中，分割較佳致使第一及第二計量支撐子結構係以相同高度水平並排設置。

如圖2中所見，第一計量支撐子結構112.1及第二計量支撐子結構112.2分別在高度方向(即，在z軸為最大尺寸方向的方向中)中，具有尺寸僅為其在其他兩個正交方向(即，在x軸及y軸的方向中)之尺寸的某個分率。此分率較佳介於20%至80%、更佳介於30%至70%、甚至更佳介於40%至60%，藉此在結構穩定性及輕量設計之間達成良好折衷。

應瞭解，可選擇任何所要及適當材料用於相應支撐結構、尤其用於投影系統計量支撐結構112。例如，對於相應的支撐結構，尤其是需要較低重量之較高剛性的支撐結構，可使用如鋁的金屬。應瞭解，較佳取決於支撐結構的類型或功能，選擇支撐結構的材料。

尤其，對於投影光學器件箱結構102.1而言，較佳使用鋼、鋁(Al)、鈦(Ti)、所謂的鐵鎳合金(Invar-alloy)(即Ni佔有33%至36%的鐵鎳合金，如Fe64Ni36)及適當的鎢合金(tungsten alloy)(諸如DENSIMET®及INERMET®複合材料，即具有鎢含量大於90%及NiFe或NiCu黏著劑的重金屬)。

此外，對於投影系統計量支撐結構112而言，亦可有利地使用以下材料，諸如：矽熔滲碳化矽(silicon infiltrated silicon carbide，SiSiC)、碳化矽(SiC)、矽(Si)、碳纖維強化碳化矽(carbon fiber reinforced silicon carbide，C/CSiC)、氧化鋁(Al₂ O₃)、碳化鎢(WC)、堇青石(Cordierite)(一種鎂鐵鋁環矽酸鹽(magnesium iron aluminium cyclosilicate))或另一具有低熱膨 脹係數及高彈性模數的陶瓷材料。最終也有可能使用例如Zerodur®(鋰鋁矽酸鹽玻璃陶瓷)、ULE®玻璃(二氧化鈦矽酸鹽玻璃(titania silicate glass))、及石英的材料，但由於其較低的剛性而為較次等的選擇。

在本實例中，投影光學器件箱結構102.1係以具有第一剛性之第一材料的鋼製成。以此方式，與例如以鋁製成的習用支撐結構相比，重量增加三倍，這在習用系統中通常不受支持。然而，由於本實例中遵循的非習用支撐策略，投影光學器件箱結構102.1的重量增加就振動特性而言是有利的。

此外，投影計量支撐結構112以具有第二剛性的第二材料製成，第二剛性比投影光學器件箱結構102.1之鋼材料的第一剛性高。如上文已經描述，投影計量支撐結構112.1之此高剛性是有利的。

在本實例中，第一計量支撐子結構112.1及第二計量支撐子結構112.2藉由支撐結構系統的一主動支撐裝置116而以可主動個別調整及個別振動隔離的方式個別地支撐於荷重承載結構107上。更精確地說，第一計量支撐子結構112.1經由第一振動隔離裝置116.1支撐於荷重承載結構107上，第二計量支撐子結構112.2則經由第二振動隔離裝置116.2支撐於荷重承載結構107上。

第一振動隔離裝置116.1及第二振動隔離裝置116.2各具有在0.5Hz至8.0Hz之振動隔離諧振頻率範圍中的振動隔離諧振頻率。相應的振動隔離諧振頻率較佳介於1.0Hz至6.0Hz、更佳介於2.0Hz至5.0Hz。此外，通常，選擇阻尼比介於5%至60%、較佳介於10%至30%、更佳介於20%至25%。在本實例中，選擇阻尼比15%至35%的振動隔離諧振頻率2.0Hz至6.0Hz用於第一振動隔離裝置116.1及第二振動隔離裝置116.2。在這些頻率範圍及阻尼比下，達成相應計量支撐子結構112.1及112.2之尤其良好的低頻振動隔離，進而有利地減少低頻振動的影響。

尤其有利的是，儘可能將支撐力分別引入相應計量支撐子 結構112.1及112.2接近其質量重心(mass center of gravity)112.3及112.4處。此支撐通常導致低頻振動振幅減少。

因此，在本實例中，為達成相應計量支撐子結構112.1及112.2之尤其良好的低頻振動特性，第一計量支撐子結構112.1具有複數個第一荷重承載介面裝置(load bearing interface device)112.5，其接觸第一振動隔離裝置116.1及因此在將第一計量支撐子結構112.1支撐於荷重承載結構107上時用以將支撐力引入第一計量支撐子結構112.1。

此外，第二計量支撐子結構112.2具有複數個第二荷重承載介面裝置112.6，其接觸第二振動隔離裝置116.2及因此在將第二計量支撐子結構112.2支撐於荷重承載結構107上時用以將支撐力引入第二計量支撐子結構112.2。

為達成上述的有利支撐，將第一荷重承載介面裝置112.5配置成其定義第一荷重承載介面平面P1，該平面係設置為實質上與第一計量支撐子結構112.1的質量重心112.3重合。同樣地，將第二荷重承載介面裝置112.6配置成其定義第二荷重承載介面平面P2，該平面係設置為實質上與第二計量支撐子結構112.2的質量重心112.4重合。

應注意，在光學成像設備101操作期間，計量支撐子結構112.1及112.2的個別(較佳為振動隔離)支撐通常將在個別計量支撐子結構112.1及112.2(及因此在其上支撐之相應計量裝置子群組110.7及110.8)之間在一或多個自由度(其與光學成像設備101之成像誤差有關的)中導致漂移。

在此實例中，為了大幅避免或降低計量支撐子結構112.1及112.2的相互漂移，第一計量支撐子結構112.1進一步透過第一致動器裝置116.3而以可主動調整的方式支撐於荷重承載結構107上，而第二計量支撐子結構112.2則透過第二致動器裝置116.4而以可主動調整的方式支撐於荷重承載結構107上。

在此實例中，這些致動器裝置116.3及116.4用以調整第一計 量支撐子結構112.1及第二計量支撐子結構112.2在空間中在任何所需自由度至高達所有六個自由度的定位及/或定向。一般而言，應理解到，僅需要在該些自由度中提供調整，其對成像程序(更準確地說，對所要達成的成像品質)有顯著的影響。

在此實例中，主動支撐裝置116組態以依據參考計量資訊來調整第一計量支撐子結構112.1及第二計量支撐子結構112.2的相對定位及/或相對定向，該參考計量資訊代表在至少一個自由度至所有六個自由度中所擷取之第一及第二計量支撐子結構112.1及112.2之間的空間關係。顯然地，參考計量資訊一般至少在提供這些計量支撐子結構112.1、112.2之調整於其中的該些自由度中擷取。

在此實例中，為擷取此參考計量資訊，提供某些額外的計量配置，其係組態以決定由相應計量支撐子結構在空間中所有自由度(DOF)中所支撐之計量裝置子群組之間的空間關係，該等計量支撐子結構在用成像設備101(即，以至少一或多個自由度，通常以所有六個自由度)執行的特定成像製程中與成像品質有關。所擷取之參考計量資訊接著用以透過主動支撐裝之116的致動器裝置116.3及116.4來控制主動支撐，其將於下文中解釋。

將理解到，如前述，因相應支撐子結構112.1及112.2的半靜態變形明顯著減少所達成的好處，及其在成像精確度上的明顯好處，大幅超越計量系統110及主動支撐系統116之此額外工作量。此外，本解決方案具有大幅放寬有關相應子結構112.1及112.2最終振動隔離支撐之需求的優點。更精確地說，針對振動隔離本身所需的工作量明顯較少及/或由於系統對這類振動的敏感度降低而可接受大量振動的引入。這特別是由於以下事實：相應支撐子結構112.1及112.2的實際支撐避免了感測器範圍問題，尤其是擷取第一及第二計量支撐子結構112.1及112.2之間空間關係的那些計量裝置的感測器範圍問題。

如圖2及3中所見，在本具體實施例中，提供參考計量裝置110.9，其經組態以擷取代表第一計量支撐子結構112.1及第二計量支撐子結構112.2之間在所有六個自由度的相對定位(又稱為參考定位)及相對定向(又稱為參考定向)的參考計量資訊RMI12。

使用此參考計量資訊RMI12，控制單元109可計算所有計量裝置110.1至110.6在所有六個自由度的實際相對定位及相對定向。將理解到，是在假設有無限剛性的第一及第二計量支撐子結構112.1及112.2下做出此計算。這樣的一方法在相應計量支撐子結構112.1及112.2之減少的半靜態變形夠低的情況下可能是可行的，使得誤差(涉及此假設)對光學成像製程的成像精確度的影響為可忽略。

然而，將理解到，在本發明的其他具體實施例中，在此計算中可考量第一及第二計量支撐子結構112.1及112.2中任一者的半靜態變形。舉例來說，基於(經驗上及/或理論上)所建立之第一及第二計量支撐子結構112.1及112.2的模型以及作用在光學成像設備101上(尤其在第一及第二計量支撐子結構112.1及112.2上)的實際荷重，控制裝置109可決定第一及第二計量支撐子結構112.1及112.2中任一者的實際半靜態變形並在計算中考量到實際半靜態變形。

如圖2中所見，參考計量裝置110.9包含第一參考計量單元117.1及第二參考計量單元117.2，其經組態以在提供此參考計量資訊中協作。更準確地說，第一參考計量單元包含複數個感測頭117.1，其在機械上連接至第一計量支撐子結構112.1的第一參考部分112.11，且其各者與在機械上直接連接至第二計量支撐子結構112.2之第二參考部分112.12的第二參考計量單元117.2的相關聯參考元件協作。

感測頭117.1及相關聯參考元件117.2以相同方式設計並提供上述感測頭115.1及參考元件115.2之相同功能性。因此，為避免重複，請參考上文在這些組件115.1及115.2的背景下提供的解說。

應瞭解，在此同樣地，在本發明的其他具體實施例中，除了編碼器原理外，可單獨使用或以任意組合使用任何其他類型的無接觸測量原理(諸如，干涉測量原理、電容測量原理、感應測量原理等)。然而，亦應瞭解，在本發明的其他具體實施例中，亦可使用任何合適的接觸式計量配置。作為接觸式工作原理，可例如使用磁致伸縮或電致伸縮工作原理等。尤其，可依據精確度需求，選用工作原理。

此外，將理解到，在某些具體實施例中，第一參考計量單元117.1最終也可僅為一被動組件。舉例來說，第一參考計量單元117.1可包含一或多個簡單的反射元件，其將個別量測光束分別導引朝向第二參考計量單元117.1及包含位於荷重承載結構107之一或多個相關感測頭的感測頭單元(如圖7中的虛線輪廓117.3所示)。

在此情況中，第一參考計量單元117.1及相關感測頭單元117.3可用以決定第一計量支撐子結構112.1相對荷重承載結構107的相對定位及/或定向，作為第一空間關係資訊。使用此第一空間關係資訊，第一參考計量單元117.1、第二參考計量單元117.2及感測頭單元117.3可接著用以決定第一計量支撐子結構112.1相對第二計量支撐子結構112.2的相對定位及/或定向。

此一解決方案的優點為參考計量裝置110.9的主動組件不需由個別計量支撐子結構112.1及112.2支撐。這允許個別計量支撐子結構112.1及112.2的更輕量且更剛性的設計，其產生更高的共振頻率及更少的半靜態變形。

將更理解到，第一及第二計量支撐子結構112.1及112.2的任一者可在相同的調整頻率範圍內於空間中的相關自由度中主動地調整，其適用於由光學成像配置101所執行的光學成像製程，更準確地說為在此光學成像製程中所達成的成像精確度。特別地，這可為以下情況：計量支撐子結構112.1及112.2兩者在個別相關自由度中具有類似的質量及/或轉動慣量 (包含其個別的支撐組件)。

然而，在包含在個別相關自由度中具有顯著不同的質量及/或轉動慣量(包含其個別的支撐組件)之計量支撐子結構112.1及112.2的某些具體實施例中，可針對個別自由度選擇不同的調整頻率範圍。因此，舉例來說，較為靜止的計量支撐子結構(例如第二計量支撐子結構112.2)可能是未調整或在與用於較少靜止的計量支撐子結構(例如第一計量支撐子結構112.1)的頻率範圍FR1相比為更低的頻率範圍FR2內調整。此外，此一較為靜止的計量支撐子結構可作為一慣性參考，且可主動地調整一或多個(較少靜止的)計量支撐子結構以跟隨其運動。

因此，在某些具體實施例中，控制裝置109(使用參考計量資訊RMI12)控制主動支撐裝置116，以第一計量支撐子結構112.1在至少一自由度(至所有六個自由度)中至少部分地跟隨第二計量支撐子結構112.2之第二參考部分112.12的一動作的一方式來調整第一計量支撐子結構112.1。在此範例中，致動器裝置116.1(在控制裝置109的控制下)以第一計量支撐子結構112.1相對第二參考部分112.12的一可預定相對定位及/或一可預定相對定向在至少一個自由度(至所有六個自由度)中係至少部分地(較佳為全部地)維持的一方式來調整第一計量支撐子結構112.1。

如圖5中可看出，第一計量支撐子結構112.1的此主動支撐具有以下優點：不論荷重承載結構107的變形為何，第一計量支撐子結構112.1維持相對第二參考部分112.12的可預定相對定位及/或定向(如圖6中的虛線輪廓所示，其分別顯示在不活動的致動器裝置116.1情況下的荷重承載結構107的未變形狀態以及第一計量支撐子結構的位置)。因此，以一有利的方式，幾乎排除了參考計量裝置110.9的感測器範圍問題。

將理解到，在此具體實施例中，計量配置110更擷取第二參考計量資訊RMIR2，其代表計量支撐子結構參考及第二計量支撐子結構112.2之間在所有六個自由度的相對定位(又稱為參考定位)及相對定向(又稱 為參考定向)。在本範例中，大光學覆蓋區第六反射鏡106.6(作為整體光學投影系統的慣性參考)形成此計量支撐結構系統子結構參考。因此，第二參考計量資訊RMIR2為由計量裝置110.6所擷取的第一空間關係，如前文所述。

然而，將理解到，在本發明的其他具體實施例中，可使用光學成像配置101的任何其他合適的部件(例如獨立的參考結構)作為計量支撐子結構參考。

在所示的具體實施例中，作為第二參考計量資訊RMIR2，控制裝置109產生用於致動器裝置116.4的對應控制信號，以在上述第一調整控制頻寬下(範圍從5Hz到100Hz，較佳為從40Hz到100Hz)，相對第一光學元件單元106.6(即計量支撐子結構參考)，調整第二計量支撐子結構112.2。

第二計量支撐子結構112.2之此低頻寬控制也提供第一光學元件單元106.6(形成本具體實施例中整體光學系統的慣性參考)與第二計量支撐子結構112.2之間空間關係的低頻寬漂移控制。換言之，其允許第二計量支撐子結構112.2遵循第一光學元件單元106.6的對應低頻運動。以此方式，可以極有利的方式避免第一光學元件單元106.6及第二計量支撐子結構112.2間超出計量裝置110.6之擷取裝置之擷取範圍的過度相對運動，或換言之，避免感測器範圍問題。

應了解，在本發明的某些具體實施例中，甚至可省略第一光學元件106.6的低頻寬控制，使得第一光學元件單元106.6與第二計量支撐子結構112.2之間空間關係的低頻寬漂移控制唯一地經由第二計量支撐子結構112.2的主動調整提供。此一解決方案的優點為大幅降低對(大且重的)第一光學元件單元106.6支撐的工作量。舉例來說，即使是第一光學元件單元106.6的一簡單被動支撐可能是足夠的。最後，可提供第一光學元件單元106.6的適當振動隔離。

如圖6及7可看出，光學元件計量裝置110.3包含由位在第一計量支撐子結構112.1的感測頭115.1所形成的第一光學元件計量單元以及 由位在光學元件106.3的參考元件115.2所形成的第二光學元件計量單元。如前述，光學元件計量裝置110.3擷取代表第一光學元件計量單元115.1及第二光學元件計量單元115.2的相對定位及/或相對定向的資訊作為光學元件狀態資訊。

光學元件計量裝置110.3的任兩個組件的位置(參考計量裝置110.9及在第一計量支撐子結構112.1的主動支撐裝置116)較佳應盡可能彼此靠近，以盡可能地降低第一計量支撐子結構112.1的變形所造成的誤差。在此範例中，此目標藉由將對應尺寸D1至D4實施為第一計量支撐子結構112.1之最大子結構尺寸SD_max的函數而達成，其將於下文中參考圖7作解釋。

更精確地說，在本範例中，第一光學元件計量單元115.1與第一參考計量單元117.1的間隔為D1，其小於最大子結構尺寸SD_max的100%至50%、較佳為小於SD_max的10%至5%、更佳為小於SD_max的3%至1%。

此外，第一計量支撐子結構112.1由在支撐位置112.13的主動支撐裝置116.3所支撐，其與第一光學元件計量單元115.1間隔距離D2且與第一參考計量單元117.1間隔距離D3。在此範例中，距離D2及D3的任一者小於最大子結構尺寸SD_max的100%至50%、較佳為小於SD_max的10%至5%、更佳為小於SD_max的3%至1%。

最後，支撐位置112.13與第一計量支撐子結構112.1的體積重心112.3間隔距離D4，其小於最大子結構尺寸SD_max的100%至50%、較佳為小於SD_max的10%至5%、更佳為小於SD_max的3%至1%。

將理解到，個別計量支撐子結構112.1及112.2的主動調整的控制可單獨基於個別參考計量資訊RMI12及RMIR2來執行。

然而，在本範例中，如前文一般性概述的主動式控制概念係透過控制裝置109來執行。在本範例中，主動式控制概念使用干擾資訊DI，其被擷取且與朝向光學成像配置101傳播或已作用在光學成像配置101的實際干擾有關。干擾資訊DI接著用以產生個別計量支撐子結構112.1及 112.2的主動調整的預防性控制，以盡可能地降低干擾對成像特性的影響。

在本範例中，在此針對計量支撐子結構112.1及112.2的主動式控制概念中，擷取及使用振動干擾VD。此一振動干擾VD可由能夠對干擾VD有足夠準確判定的任何適當手段來擷取。舉例來說，可使用運動感測器來產生合適的振動資訊VI，作為干擾資訊DI。在此範例中，包含一或多個加速度感測器的加速度感測器裝置110.10係用以擷取干擾資訊DI。

在本範例中，加速度感測器裝置110.10擷取形成加速度資訊AI的加速度信號，加速度資訊AI代表在至少一個自由度至所有六個自由度中作用在光學成像配置101之一加速組件上的一加速度。加速度感測器裝置110.10連接至控制裝置109並提供加速度資訊AI給控制裝置109。控制裝置109進而控制主動支撐裝置116以依據加速度資訊AI而在至少一個自由度(至所有六個自由度)中調整第一計量支撐子結構112.1及第二計量支撐子結構112.2的一相對定位及/或一相對定向。

如上述，加速度資訊AI(即干擾資訊DI)可在光學成像配置101的任何適當位置擷取，其允許所預期之干擾在個別計量支撐子結構112.1及112.2的適當判定。這允許個別計量支撐子結構112.1及112.2之主動調整的適當主動式控制，作為所預期干擾的一函數。

舉例來說，加速度資訊AI可在光學成像設備101的任何組件(例如在其照明單元105、光罩單元103、光學投影單元102或基板單元104)被擷取。較佳地，加速組件為光學投影系統106的一組件(例如光學元件單元106.1至106.6之光學元件的其中一者)。補充或替代地，加速組件可為支撐結構系統107、102.1、111、112之一組件(例如荷重承載結構107或其中一計量支撐子結構112.1、112.2)。舉例來說，若為第一計量支撐子結構112.1的主動調整，則加速組件可為第二計量支撐子結構112.2。

在本範例中，控制裝置109使用一數值模型NM來控制個別致動器裝置116.3及116.4。數值模型NM已事先建立(經驗上及/或理論上)並 代表第一計量支撐子結構112.1及第二計量支撐子結構112.2回應作用在加速組件上之加速度的一動作(由於振動干擾)並由加速度感測器裝置110.10所擷取。藉由此手段，可達成對這類干擾的特別快速反應。

在此範例中，控制裝置109分別控制個別致動器裝置116.3及116.4抵消第一計量支撐子結構112.1及第二計量支撐子結構112.2的一動作，該動作由產生作用在加速組件之加速度的一擾動而引起。將理解到，此抵消動作可使得此一干擾所產生之第一計量支撐子結構112.1及第二計量支撐子結構112.2的任何動作被實質完全地抑制。然而，在某些具體實施例中，抵消動作可為足夠的，其係基於在光學成像設備101所執行的光學成像製程中可接受的成像誤差，而僅減弱這類干擾誘發動作至必要的程度。

應瞭解，使用本具體實施例的微影設備101，可獲得在所有相關自由度(通常在x方向及y方向中)在100pm以下的視線精確度。

如從圖4看得很清楚，採用根據本發明之投影系統計量支撐結構112的分割設計，可實施安裝於相應第一及第二計量支撐子結構112.1及112.2之第一及第二計量裝置子群組110.7及110.8的預測試例行工作。

這可在第一測試總成(test assembly)118中進行，其中已經包括所有參考元件115.2之第一光學元件群組106.7的反射鏡106.2、106.3及106.4安裝於與投影光學器件箱結構102.1之對應零件完全相同的測試支撐結構(未顯示)。包括第一計量裝置子群組110.7之所有組件之完全預裝配的第一計量支撐子結構112.1接著支撐於與荷重承載結構107完全相同的測試荷重承載結構119上。

第二測試總成120也是同樣的道理，其中已經包括所有參考元件115.2之第二光學元件群組106.8的反射鏡106.1、106.5及106.6安裝於與投影光學器件箱結構102.1之對應零件完全相同的測試支撐結構(未顯示)。包括第二計量裝置子群組110.8之所有組件之完全預裝配的第二計量支撐子結構112.2接著支撐於與荷重承載結構107完全相同的測試荷重承載結構121 上。

在測試程序中，在真實操作條下在第一及第二計量裝置子群組110.7及110.8上執行測試例行工作。投影系統計量支撐結構112的分割設計提供對中央設置之計量裝置(尤其諸如用於第三反射鏡106.3(M3)及第六反射鏡106.6(M6))的容易可接近性，這在習用計量支撐結構的單件設計中幾乎(若要的話)無法接近。此大幅促進計量裝置子群組110.7及110.8的調整及校準。

此外，計量支撐子結構112.1及112.2的主動支撐對光學成像配置101的製造、尤其是校正有很大的幫助。這是由於事實：在根據本發明之用以校正計量系統之方法的較佳具體實施例中，主動調整的計量支撐子結構112.1及112.2僅需在製造期間以參考計量裝置110.9在其感測器範圍內的這樣一個準度被粗略的調整。接著可由計量支撐子結構112.1及112.1的主動支撐裝置116來進行後續的校正，亦即對光學成像製程之規格的微調。這大幅地降低了製造時間，特別是校正時間。

採用圖1及2的光學成像設備101，可使用根據本發明之支撐計量裝置之方法的較佳具體實施例，執行將圖案影像轉移至基板上的方法，如下文將參考圖1至7所說明。

在此方法之轉移步驟中，使用光學成像配置101的光學投影單元102，將光罩103.1上形成的圖案影像轉移至基板104.1上。

為此，在該轉移步驟的擷取步驟S3中，使用擷取光學元件單元及參考單元間之空間關係作為狀態資訊的方法(如上文已經描述)，擷取參與成像製程之組件106.1至106.6、103.1及104.1之間的空間關係。在此擷取步驟S3期間，使用根據本發明的方法支撐計量裝置110.1至110.6，如上文已經描述。

在轉移步驟的控制步驟S4中，依據先前在擷取步驟S3中擷取的空間關係，控制基板台104.2、光罩台103.2及其他反射鏡106.1至106.5 相對於第六反射鏡106.6的定位及/或定向以及第六反射鏡106.6與計量單元110.1之計量支撐子結構112.1及112.2的相對定位及/或相對定向，如上文已經描述。在曝光步驟中，其緊接在控制步驟S4之後或最後與控制步驟S4重疊，接著使用光學成像配置101，將光罩103.1上形成的圖案影像曝光於基板104.1上。

在控制步驟S4的局部步驟中，在空間中調整先前提供之具有光罩103.1的光罩單元103及具有基板104.1的基板單元104。應瞭解，亦可分別在實際定位擷取前的稍後時間點或甚至在曝光步驟前的稍後時間點，將光罩103.1及基板104.1插入光罩單元103及基板單元104中。

根據支撐根據本發明之光學投影單元之組件之方法的較佳具體實施例，在步驟S1，首先提供光學投影單元102的組件，及接著在步驟S2，支撐該等組件，如上文已經描述。為此，在該步驟S2中，在光學投影單元102的投影光學器件箱結構102.1內支撐及定位光學投影單元102的反射鏡106.1至106.6。在步驟S4中，接著在相應控制頻寬下，在投影光學器件箱結構102.1中主動支撐反射鏡106.1至106.6，以提供如上文在圖1及2背景中說明的組態。

在擷取步驟S3，使用計量配置110(先前在如上文在圖1至4背景中說明的組態中提供)。應瞭解，參考元件115.2可在更早的時間點與其上設置該等參考元件的相應反射鏡106.1至106.6一起提供。然而，在本發明的其他具體實施例中，參考元件115.2可在實際定位擷取前的稍後時間點與計量配置110的其他組件一起提供。

在擷取步驟S3中，擷取作為光學成像配置101之中央慣性參考的第六反射鏡106.6及基板台104.2、光罩台103.2以及其他反射鏡106.1至106.5間之實際空間關係，如上文已經描述。

應瞭解，可在整個曝光製程中連續擷取：在第六反射鏡106.6及基板台104.2、光罩台103.2及其他反射鏡106.1至106.5之間的實際空間關 係，以及第六反射鏡106.6相對於計量支撐結構112的實際空間關係，及在計量支撐子結構112.1及112.2之間的實際空間關係。在控制步驟S4中，接著檢索及使用此連續擷取程序的最新結果。

如上述，在控制步驟S4中，接著依據先前在將光罩103.1上形成的圖案影像曝光於基板104.1上的曝光步驟前擷取之此空間關係，控制基板台104.2、光罩台103.2、反射鏡106.1至106.6及計量支撐子結構112.1及112.2的定位。

【第二具體實施例】

下文中，將參考圖8及圖9說明根據本發明之成像配置201的第二較佳具體實施例，可用該成像配置執行根據本發明之方法的較佳具體實施例。光學成像配置201在其基本設計及功能性上大體上對應於光學成像配置101，因而在此主要論及其差異。尤其，同樣的組件已給定同樣的參考符號，且相似的組件給定加上數值100的相同參考數字。除非下文提出明確有所區別的陳述，否則明確參考上文在關於這些組件之第一具體實施例的背景中提出的解說。

在光學成像配置201及光學成像配置101之間的差異在於使用計量配置210之參考計量裝置210.9的概念有所區別。應瞭解，計量配置210可完全取代光學成像配置101中的計量配置110。

如圖8及9中所見，取代直接擷取在第一計量支撐子結構112.1及第二計量支撐子結構112.2之間的相對定位及相對定向(使用具有連接至第一計量支撐子結構212.1之感測頭117.1及連接至第二計量支撐子結構212.2的相關聯參考元件117.2的參考計量單元，如虛線輪廓所示)，以間接方式完成在第一計量支撐子結構212.1及第二計量支撐子結構212.2之間在所有六個自由度的相對定位及相對定向的決定。

為此，參考計量裝置210.9包含：由複數個感測頭222.1形成的第一相對參考計量單元、由複數個相關聯參考元件222.2形成的第二相對 參考計量單元、由第六計量裝置210.6之感測頭115.1形成的第三相對參考計量單元、及由第六計量裝置210.6之相關聯參考元件115.2形成的第四相對參考計量單元。

第一相對參考計量單元的感測頭222.1連接至第一計量支撐子結構112.1，而第二相對參考計量單元的相關聯參考元件222.2連接至(就本發明的意義而言)形成參考單元的第六反射鏡106.6(M6)。感測頭222.1及相關聯參考元件222.2以感測頭115.1及相關聯參考元件115.2的相同方式進行協作，如上文已經詳細描述。因此，就此而言，僅參考上文在第一具體實施例的背景中提供的解說。

因此，第一相對參考計量單元的感測頭222.1及第二相對參考計量單元的相關聯參考元件222.2進行協作，以提供代表第一計量支撐子結構112.1及第六反射鏡106.6(M6)之間在所有六個自由度的第一相對定位(又稱為第一相對參考定位)及第一相對定向(又稱為第一相對參考定向)的第一相對參考計量資訊RMIR1。

第六計量裝置210.6以如第一具體實施例的背景中所說明的相同方式操作。因此，由第六計量裝置210.6的感測頭115.1形成的第三相對參考計量單元及由第六計量裝置210.6的相關聯參考元件115.2形成的第四相對參考計量單元亦進行協作，以提供代表第二計量支撐子結構212.2及第六反射鏡106.6(M6)之間在所有六個自由度的第二相對定位(又稱為第二相對參考定位)及第二相對定向(又稱為第二相對參考定向)的第二相對參考計量資訊RMIR2。

控制單元109接著從該第一相對參考計量資訊RMIR1及該第二相對參考計量資訊RMIR2導出參考計量資訊RMI12(代表第一及第二計量支撐子結構112.1及112.2在所有六個自由度的相對定位及定向)。再次地，如前文在第一具體實施例的背景中所述，控制裝置109接著使用此參考計量資訊RMI12來控制致動器裝置216.3以調整第一計量支撐子結構112.1。

將理解到，在此實例中(以及除了第一具體實施例)，第二計量支撐子結構212.2並未以可主動調整的方式被支撐於荷重承載結構107上。在此例中，支撐可經由振動隔離裝置或甚至一簡單實質剛性的連接而提供。在此處，較佳地，參考漂移控制再次經由第六反射鏡106.6(M6)的主動支撐而提供。然而，在其他具體實施例中，第二計量支撐子結構212.2可再次以可調整的方式支撐，如在第一具體實施例的背景下所描述(以及如圖8及9中的虛線輪廓216.4所示)。

應明白，在本發明的其他具體實施例中，參考單元不一定要是光學系統之最大及最慣性的光學元件。而是，可使用成像設備101之任何其他合適、較佳充分動態穩定的組件。參考單元較佳由在計量支撐結構112外部的任何此合適組件形成。例如，如所提，其可以是光學投影系統的光學元件之一者。此外，參考單元較佳是光學投影系統之光學元件當中被支撐以展示最大慣性的光學元件(及因此傾向於是動態最穩定的組件)。

參考單元較佳由成像設備中造成決定光學投影系統之所有光學元件之間在所有六個自由度的相對定位及定向所需之計量或感測器串列(在整個光學投影系統上)之最小平均的組件形成。

應明白，在某些具體實施例中，計量系統210的剩餘布局與第一具體實施例的計量系統110完全相同。因此，第一計量支撐子結構212.1可另外攜載與第一光學元件子群組206.7相關聯的第一計量裝置子群組210.7。第二計量支撐子結構212.2可攜載：由與中央參考單元(由光學元件106.6形成)相關聯的計量裝置210.6形成的第二相對參考計量單元，以及與第二光學元件子群組206.8之剩餘光學元件子群組206.9相關聯的計量裝置子群組210.10(屬於第二計量裝置子群組210.8)。

為使計量系統210對於由第六反射鏡106.6(M6)形成之參考單元的變形的敏感度儘可能降低，將第四相對參考計量單元(由感測頭115.1形成)及空間上相關聯的第二相對參考計量單元(由感測頭222.1形成)設置儘 可能接近在一起。其較佳設置在介於參考單元106.6之最大尺寸之0%至20%的距離處。此距離較佳介於參考單元106.6之此最大尺寸的0%至10%、更佳介於0%至5%。在任何情況中，絕對距離較佳介於0mm至80mm、較佳介於0mm至50mm、更佳介於0mm至20mm。

應明白，在本發明的某些具體實施例中，如本具體實施例之背景中說明在某些自由度的相對定位及/或定向資訊的間接決定亦可與如第一具體實施例之背景中說明的直接決定組合。為此，感測頭117.1及相關聯參考元件117.2(如在第一具體實施例的背景下所描述)可用於某些自由度，如圖8中的虛線輪廓所示。

在光學成像配置201及光學成像配置101之間另外的差異在於投影系統計量支撐結構212的分割設計有所區別。由圖8及9可看出，投影系統計量支撐結構212被分割成三個子結構，即第一計量支撐子結構212.1、第二計量支撐子結構212.2、及第三計量支撐子結構212.14。

第三計量支撐子結構212.14攜載第三計量裝置子群組210.12，其與第三光學元件子群組206.10相關聯並決定第三計量支撐子結構212.14及第三光學元件子群組206.10的光學元件之間在至少一自由度至所有六個自由度中的相對定位及定向。

此外，第二計量支撐子結構212.2攜載另一參考計量單元210.11，其決定代表第二計量支撐子結構212.2及第三計量支撐子結構212.14之間在所有六個自由度的相對定位及定向的第三參考計量資訊RMI23(以上文在第一具體實施例的背景中針對參考計量單元110.9所說明的相同方式)。

作為替代選項，如圖9的虛線輪廓210.11所示，可省略參考計量單元210.11，及第三計量支撐子結構212.14可攜載另一參考計量單元210.13，其決定第三計量支撐子結構212.14及由光學元件106.6形成之中央參考單元之間在所有六個自由度的相對定位及定向(以上文在第二具體實施例 的背景中針對參考計量單元210.9所說明的相同方式)。

最後，作為另一替代選項，如圖9中的虛線輪廓210.13所示，可省略參考計量單元210.11，及第一計量支撐子結構212.1(或第三計量支撐子結構212.14))可攜載另一參考計量單元210.13，其決定第三計量支撐子結構212.14及第一計量支撐子結構212.1之間在所有六個自由度的相對定位及定向(以上文在第一具體實施例的背景中針對參考計量單元110.9所說明的相同方式)。

如同所有其他具體實施例，第三計量支撐子結構212.14以一振動隔離且可主動調整的方式與第一及第二計量支撐子結構212.1及212.2分開地支撐於荷重承載結構107上。在此處，第三計量支撐子結構212.14的主動調整係經由致動器裝置216.5而提供，其由控制裝置109所控制。主動調整以類似如在第一具體實施例的背景下針對第一計量支撐子結構112.1所描述的方式完成。因此，致動器裝置216.5係依據第二及第三計量支撐子結構212.2及212.14之間的空間關係(其由參考計量單元210.11所擷取)而被控制。

應明白，可使用任何所要數量的光學元件。例如，在本具體實施例中，可提供包含八個光學元件的光學元件群組206。此外，在本具體實施例中，如圖9高度示意性所示，在第一及第二計量支撐子結構212.1及212.2之間的分割係致使其在高度方向(z軸)上彼此上下設置，而在第二及第三計量支撐子結構212.2及212.14之間的分割係致使其在水平平面(xy平面)上設置相鄰(在實質上相同的高度水平處)。此外，應明白，在本發明的其他具體實施例中，可選取任何所要數量之計量支撐子結構的任何其他分割。

另應瞭解，使用本具體實施例的微影設備201，可獲得在所有相關自由度中(通常在x方向及y方向中)在1nm以下的視線精確度。

另應瞭解，在此同樣地，亦可用微影設備201執行如上文在圖5的背景中說明之根據本發明的方法。

【第三具體實施例】

下文中，將參考圖10說明根據本發明之光學成像配置301的第三較佳具體實施例，可用該光學成像配置執行根據本發明之方法的較佳具體實施例。光學成像配置301在其基本設計及功能性上大體上對應於光學成像配置101，因而在此主要論及其差異。尤其，同樣的組件已給定同樣的參考符號，且相似的組件給定加上數值200的相同參考數字。除非下文提出明確有所區別的陳述，否則明確參考上文在關於這些組件之第二具體實施例的背景中提出的解說。

光學成像配置301及光學成像配置101之間的主要差異在於投影系統計量支撐結構312的分割設計有所區別，由於第一及第二光學元件子群組306.7及306.8之稍微不同的配置而選擇該分割設計。更準確地說，第一光學元件子群組306.7的反射鏡M3向上移位(在z方向中)以(比如圖2中所示的第一具體實施例)設置明顯較接近反射鏡M3及M4，而反射鏡M1及M6向下移位(在z方向中)以(比如圖2中所示的第一具體實施例)設置明顯較接近反射鏡M5。因此，在第一及第二光學元件子群組306.7及306.8之間形成較大的本質空隙區。

如圖10中所見，投影系統計量支撐結構312被分割成三個子結構，即第一計量支撐子結構312.1、第二計量支撐子結構312.2、及第三計量支撐子結構312.14。第三計量支撐子結構312.14設置在第一計量支撐子結構312.1及第二計量支撐子結構312.2之間，以橋接其間的間隙或空隙區。

因此，如同第一具體實施例，第一計量支撐子結構312.1攜載：與第一光學元件子群組306.7相關聯的第一計量裝置子群組310.7，以及決定代表第一計量支撐子結構312.1及第三計量支撐子結構312.11之間在所有六個自由度之相對定位及定向之參考計量資訊RMI13(以上文在第一具體實施例的背景中針對參考計量單元110.9所說明的相同方式)的第一參考計量裝置310.9。

此外，以類似於第一具體實施例的方式，第三計量支撐子結構312.14攜載另一參考計量單元310.14，其決定代表第二計量支撐子結構312.2及第三計量支撐子結構312.14之間在所有六個自由度的相對定位及定向之參考計量資訊RMI23(以上文在第一具體實施例的背景中針對參考計量單元110.9所說明的相同方式)。作為替代選項，第二計量支撐子結構312.2可攜載另一參考計量裝置310.14。

最後，亦類似於第一具體實施例，第二計量支撐子結構312.2攜載與第二光學元件子群組306.8相關聯的第二計量裝置子群組310.8。

因此，第三計量支撐子結構312.11不具有與任何光學元件相關聯的計量裝置子群組，而是僅用作橫跨在第一計量支撐子結構312.1及第二計量支撐子結構312.2之間的間隙或空隙區的輕量及高度剛性橋接單元。

以類似於第一具體實施例的方式，第一計量支撐子結構312.1、第二計量支撐子結構312.2、及第三計量支撐子結構312.14每一者係經由主動支撐裝置316(以類似於主動支撐裝置116的方式)而以一振動隔離且可主動調整的方式個別地支撐於荷重承載結構107上。此處亦如此，在其他具體實施例中，第一、第二及第三計量支撐子結構312.1、312.2及312.14的其中至少一者可能不是可主動調整的。這特別適用於輕量且高度剛性的第三計量支撐子結構312.11。

應明白，此處同樣可使用任何所要數量的光學元件。例如，在本具體實施例中，亦可提供包含八個光學元件的光學元件群組。

此外，應明白，在本發明的其他具體實施例中，可選取任何所要數量之計量支撐子結構的任何其他分割。因此，可選擇分割為四個或甚至更多個計量支撐子結構(例如圖7及8中的虛線輪廓所示)。特別地，可針對光學投影系統的每一光學元件提供獨立的計量支撐子結構。

此外，最後，甚至可針對光學投影系統的一或更多(高達全部)的光學元件，提供二或更多獨立的計量支撐子結構給個別光學元件(如圖 2中的虛線輪廓122.1至122.3所示)。在此處，如輪廓122.1至122.3所示，可分割計量支撐子結構122的下半部，且分割部分本身可再次被分割為與光學元件106.5(此處為反射鏡M5)相關聯的三個獨立計量支撐子結構122.1至122.3。如所示，與光學元件106.5相關聯之這些獨立計量支撐子單元122.1至122.3的每一者可由如前文所述的可主動調整的方法個別地支撐。

此外，僅二個計量支撐子結構122.1及122.3攜載與光學元件106.5相關聯的光學元件計量裝置110.5的部分，而計量支撐子結構122.2僅攜載參考計量裝置。因此，類似於第三具體實施例的計量支撐子結構312.11，計量支撐子結構122.2不具有與任何光學元件相關聯的計量裝置子群組，而是僅用作橫跨在計量支撐子結構122.1及122.3之間的間隙或空隙區的輕量及高度剛性橋接單元。

最後，應再次注意，前述這些獨立的計量支撐子結構的每一者可由一可主動調整的方式支撐，如前文所述。

應瞭解，使用本具體實施例的微影設備301，可獲得在所有相關自由度中(通常在x方向及y方向中)在1nm以下的視線精確度。

另應瞭解，在此同樣地，亦可用微影設備301執行如上文在圖5的背景中說明之根據本發明的方法。

雖然在前文中已說明本發明的具體實施例，其中光學元件獨為反射元件，但應瞭解，在本發明的其他具體實施例中，光學元件單元的光學元件可使用反射、折射或繞射元件或其任何組合。

此外，應瞭解，雖然本發明在上文中主要在微影的背景中進行說明，但本發明亦可用在任何其他類型通常需要較高的成像精確度之光學成像製程的背景中。尤其，本發明可用在任何其他類型以不同波長操作之光學成像製程的背景中。

101‧‧‧光學曝光設備

106.1-106.6‧‧‧光學元件單元

106.7‧‧‧第一光學元件子群組

106.8‧‧‧第二光學元件子群組

107‧‧‧荷重承載結構

110.1-110.6‧‧‧光學元件計量裝置

110.9‧‧‧參考計量裝置

112‧‧‧支撐結構系統

112.1‧‧‧第一計量支撐子結構

112.2‧‧‧第二計量支撐子結構

112.3‧‧‧質量重心

112.4‧‧‧質量重心

112.5‧‧‧荷重承載介面裝置

112.6‧‧‧荷重承載介面裝置

112.7‧‧‧第一核心結構

112.8‧‧‧第二核心結構

112.9‧‧‧第一支撐臂

112.10‧‧‧第二支撐臂

115.1‧‧‧感測頭

115.2‧‧‧相關聯參考元件

116‧‧‧主動支撐裝置

116.1‧‧‧第一振動隔離裝置

116.2‧‧‧第二振動隔離裝置

116.3‧‧‧第一致動器裝置

116.4‧‧‧第二致動器裝置

117.1‧‧‧參考計量單元

122.1-122.3‧‧‧計量支撐子結構

P1‧‧‧第一荷重承載介面平面

P2‧‧‧第二荷重承載介面平面

Claims (24)

1. 一種光學成像配置，包含：一光學投影系統，一支撐結構系統，以及一計量裝置群組；該光學投影系統包含一光學元件群組，該光學元件群組由該支撐結構系統所支撐且組態以在一曝光製程中使用曝光光沿著一曝光光路徑將一光罩的一圖案的一影像轉移至一基板上；該支撐結構系統包含一計量支撐結構及一荷重承載結構；該計量支撐結構包含分別支撐於該荷重承載結構上的一第一計量支撐子結構及一第二計量支撐子結構；該計量裝置群組包含一光學元件計量裝置及一參考計量裝置；該光學元件計量裝置與該光學元件群組之其中一光學元件是功能性相關且組態以擷取光學元件狀態資訊，其代表該光學元件在至少一個自由度至所有六個自由度中的一定位及/或一定向；該參考計量裝置與該第一計量支撐子結構及該第二計量支撐子結構是功能性相關且組態以擷取參考計量資訊，其代表該第一計量支撐子結構之一第一參考部分及該第二計量支撐子結構之一第二參考部分在至少一個自由度至所有六個自由度中的一相對定位及/或一相對定向；其特徵在於：該支撐結構系統包含一主動支撐裝置，其依據該參考計量資訊而主動調整的一方式來支撐該第一計量支撐子結構及/或該第二計量支撐子結構於該荷重承載結構上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光學成像配置，其中： 該主動支撐裝置係組態以依據該參考計量資訊而調整該第一計量支撐子結構及該第二計量支撐子結構在至少一個自由度至所有六個自由度中的一相對定位及/或一相對定向；其中該主動支撐裝置特別地組態以該第一計量支撐子結構在至少一自由度中至少部分地跟隨該第二計量支撐子結構之該第二參考部分的一動作的一方式來調整該第一計量支撐子結構；及/或該主動支撐裝置特別地組態以該第一計量支撐子結構相對該第二參考部分的一可預定相對定位及/或一可預定相對定向在至少一個自由度中係至少部分地維持的一方式來調整該第一計量支撐子結構。
3. 如申請專利範圍第1及2項之其中任一項所述之光學成像配置，其中：該主動支撐裝置包含一控制裝置及一致動器裝置；該控制裝置連接至該參考計量裝置及該致動器裝置；該控制裝置係組態以依據從該參考計量裝置所接收之該參考計量資訊而控制該致動器裝置來在至少一個自由度中調整該第一計量支撐子結構及/或該第二計量支撐子結構。
4. 如申請專利範圍第1至3項之其中任一項所述之光學成像配置，其中：該參考計量裝置之一第一參考計量單元設置於該第一計量支撐子結構的該第一參考部分；該參考計量裝置之一第二參考計量單元設置於該第二計量支撐子結構的該第二參考部分；以及該參考計量裝置係組態以擷取代表該第一參考計量單元及該第二參考計量單元的一相對定位及/或一相對定向的資訊作為該參考計量資訊。
5. 如申請專利範圍第4項所述之光學成像配置，其中：該光學元件計量裝置包含設置於該第一計量支撐子結構的一第一光學元件計量單元以及設置於該光學元件的一第二光學元件計量單元；該參考計量裝置係組態以擷取代表該第一光學元件計量單元及該第二光學元件計量單元的一相對定位及/或一相對定向的資訊作為該光學元件狀態資訊；該第一計量支撐子結構具有空間中的一最大子結構尺寸及一體積重心；其中該第一光學元件計量單元與該第一參考計量單元的間隔小於該最大子結構尺寸的100%至50%、較佳為小於該最大子結構尺寸的10%至5%、更佳為小於該最大子結構尺寸的3%至1%；及/或該第一計量支撐子結構由該主動支撐裝置在至少一支撐位置支撐，該至少一支撐位置與該第一光學元件計量單元及/或該第一參考計量單元的間隔小於該最大子結構尺寸的100%至50%、較佳為小於該最大子結構尺寸的10%至5%、更佳為小於該最大子結構尺寸的3%至1%；及/或該第一計量支撐子結構由該主動支撐裝置在一支撐位置支撐，該支撐位置與該體積重心的間隔小於該最大子結構尺寸的100%至50%、較佳為小於該最大子結構尺寸的10%至5%、更佳為小於該最大子結構尺寸的3%至1%。
6. 如申請專利範圍第1至5項之其中任一項所述之光學成像配置，其中：該主動支撐裝置包含一加速度感測器裝置；該加速度感測器裝置係配置及組態以擷取加速度資訊，其代表在至少一個自由度至所有六個自由度中作用在該光學成像配置之一加速組件上的一加速度；以及 該主動支撐裝置組態以依據該加速度資訊而在至少一個自由度至所有六個自由度中調整該第一計量支撐子結構及該第二計量支撐子結構的一相對定位及/或一相對定向；該加速組件特別地為該光學投影系統之一組件以及該支撐結構系統之一組件的其中一者；該加速組件特別地為該第二計量支撐子結構。
7. 如申請專利範圍第6項所述之光學成像配置，其中：該主動支撐裝置包含一控制裝置及一致動器裝置；該控制裝置連接至該加速度感測器裝置及該致動器裝置；該控制裝置組態以依據從該加速度感測器裝置所接收之該加速度資訊而控制該致動器裝置來在至少一個自由度中調整該第一計量支撐子結構及/或該第二計量支撐子結構；其中該控制裝置特別地使用一數值模型來控制該致動器裝置，該數值模型已事先建立並代表該第一計量支撐子結構及/或該第二計量支撐子結構回應作用在該加速組件上之該加速度的一動作；及/或該控制裝置特別地組態以控制該致動器裝置以抵消該第一計量支撐子結構及/或該第二計量支撐子結構的一動作，該動作由產生作用在該加速組件之該加速度的一擾動而引起；及/或該控制裝置特別地組態以控制該致動器裝置以主動地減弱該第一計量支撐子結構及/或該第二計量支撐子結構的一動作，該動作由產生作用在該加速組件之該加速度的一擾動而引起。
8. 如申請專利範圍第1至7項之其中任一項所述之光學成像配置，其中： 該第一計量支撐子結構經由一第一振動隔離裝置而支撐於該荷重承載結構上，且該第二計量支撐子結構經由一第二振動隔離裝置而支撐於該荷重承載結構上；該第一振動隔離裝置及/或該第二振動隔離裝置特別地具有範圍從10Hz至3Hz、較佳為從1Hz至0.5Hz、更佳為從0.3Hz至0.1Hz的一振動隔離共振頻率。
9. 如申請專利範圍第1至8項之其中任一項所述之光學成像配置，其中：該第二計量支撐子結構為一參考子結構，該參考子結構沒有與該等光學元件之其中一者功能性相關的任何光學元件計量裝置；或另一光學元件計量裝置的一第一光學元件計量單元設置於該第二計量支撐子結構且該另一光學元件計量裝置的一第二光學元件計量單元設置於該光學元件群組的另一光學元件，該另一光學元件計量裝置係組態以擷取代表該另一光學元件在至少一個自由度中的一定位及/或一定向的額外光學元件狀態資訊。
10. 如申請專利範圍第1至9項之其中任一項所述之光學成像配置，其中：該計量支撐結構包含獨立地支撐於該荷重承載結構上的一第三計量支撐子結構；另一參考計量裝置，與該第一計量支撐子結構或該第二計量支撐子結構及該第三計量支撐子結構功能性相關且組態以擷取額外參考計量資訊，其代表該第一計量支撐子結構或該第二計量支撐子結構及該第三計量支撐子結構在至少一個自由度至所有六個自由度中的一相對定位及/或一相對定向；其中，特別地 另一光學元件計量裝置的一第五光學元件計量單元設置於該第三計量支撐子結構且該另一光學元件計量裝置的一第六光學元件計量單元設置於該光學元件群組的另一光學元件，該另一光學元件計量裝置係組態以擷取代表該另一光學元件在至少一個自由度中的一定位及/或一定向的額外光學元件狀態資訊。
11. 如申請專利範圍第1至10項之其中任一項所述之光學成像配置，其中：該等計量支撐子結構的其中至少一者係由選自一材料群組的一材料所製成；該材料群組由鋼、鋁(Al)、鈦(Ti)、一鐵鎳合金、一鎢合金、一陶瓷材料、矽熔滲碳化矽(SiSiC)、碳化矽(SiC)、矽(Si)、碳纖維強化碳化矽(C/CSiC)、氧化鋁(Al₂O₃)、碳化鎢(WC)、Zerodur®、ULE®玻璃、石英、及堇青石組成。
12. 如申請專利範圍第1至11項之其中任一項所述之光學成像配置，其中：一控制單元係提供並組態以使用該光學元件狀態資訊來控制該光學成像配置的一主動組件；及/或該光學成像配置組態為使用在一UV範圍中、特別在一EUV範圍中之一曝光光波長之曝光光而用於微影中；及/或該曝光光具有介於5nm至20nm的一曝光光波長；及/或該光學元件群組的該等光學元件為反射光學元件；及/或一照明單元、一光罩單元及一基板單元被提供，該照明單元組態以利用該曝光光照明在該光罩單元內所接收的該光罩，且該基板單元組態以接收該基板，以接收由該光學投影系統所轉移的該影像。
13. 一種支撐一光學成像配置之一計量系統的方法，該光學成像配置包含具有一光學元件群組的一光學投影系統，該光學元件群組組態以在一曝光製程中使用曝光光沿一曝光光路徑將一光罩的一圖案的一影像轉移至一基板上，該方法包含：分別地支撐一第一計量支撐子結構及一第二計量支撐子結構於一荷重承載結構上；功能性地關聯一光學元件計量裝置與該光學元件群組的一光學元件，並經由該光學元件計量裝置擷取光學元件狀態資訊，其代表該光學元件群組之一光學元件在至少一個自由度至所有六個自由度中的一定位及/或一定向；功能性地關聯一參考計量裝置與該第一計量支撐子結構及該第二計量支撐子結構，且經由該參考計量裝置擷取參考計量資訊，其代表該第一計量支撐子結構之一第一參考部分及該第二計量支撐子結構之一第二參考部分在至少一個自由度至所有六個自由度中的一相對定位及/或一相對定向；其特徵在於：依據該參考計量資訊而相對該荷重承載結構主動地調整該第一計量支撐子結構及/或該第二計量支撐子結構。
14. 如申請專利範圍第13項所述之方法，其中：在至少一個自由度至所有六個自由度中，依據該參考計量資訊而調整該第一計量支撐子結構及該第二計量支撐子結構的一相對定位及/或一相對定向；其中 特別地以該第一計量支撐子結構在至少一自由度中至少部分地跟隨該第二計量支撐子結構之該第二參考部分的一動作的一方式來調整該第一計量支撐子結構；及/或特別地以該第一計量支撐子結構相對該第二參考部分的一可預定相對定位及/或一可預定相對定向在至少一個自由度中係至少部分地維持的一方式來調整該第一計量支撐子結構。
15. 如申請專利範圍第13及14項之其中任一項所述之方法，其中：一控制裝置從該參考計量裝置接收該參考計量資訊，且該控制裝置依據該參考計量資訊而控制一致動器裝置來在至少一個自由度中調整該第一計量支撐子結構及/或該第二計量支撐子結構。
16. 如申請專利範圍第13至15項之其中任一項所述之方法，其中：該參考計量裝置之一第一參考計量單元係設置於該第一計量支撐子結構的該第一參考部分；該參考計量裝置之一第二參考計量單元係設置於該第二計量支撐子結構的該第二參考部分；以及該參考計量裝置擷取代表該第一參考計量單元及該第二參考計量單元的一相對定位及/或一相對定向的資訊作為該參考計量資訊。
17. 如申請專利範圍第16項所述之方法，其中：該光學元件計量裝置的一第一光學元件計量單元設置於該第一計量支撐子結構，及該光學元件計量裝置的一第二光學元件計量單元設置於該光學元件；以及該參考計量裝置擷取代表該第一光學元件計量單元及該第二光學元件計量單元的一相對定位及/或一相對定向的資訊作為該光學元件狀態資訊； 該第一計量支撐子結構具有空間中的一最大子結構尺寸及一體積重心；其中該第一光學元件計量單元與該第一參考計量單元的間隔小於該最大子結構尺寸的100%至50%、較佳為小於該最大子結構尺寸的10%至5%、更佳為小於該最大子結構尺寸的3%至1%；及/或該第一計量支撐子結構在至少一支撐位置被主動地支撐，該至少一支撐位置與該第一光學元件計量單元及/或該第一參考計量單元的間隔小於該最大子結構尺寸的100%至50%、較佳為小於該最大子結構尺寸的10%至5%、更佳為小於該最大子結構尺寸的3%至1%；及/或該第一計量支撐子結構由該主動支撐裝置在一支撐位置支撐，該支撐位置與該體積重心的間隔小於該最大子結構尺寸的100%至50%、較佳為小於該最大子結構尺寸的10%至5%、更佳為小於該最大子結構尺寸的3%至1%。
18. 如申請專利範圍第13至17項之其中任一項所述之方法，其中：擷取一加速度資訊，其代表在至少一個自由度至所有六個自由度中作用在該光學成像配置之一加速組件上的一加速度；以及依據該加速度資訊而在至少一個自由度至所有六個自由度中調整該第一計量支撐子結構及該第二計量支撐子結構的一相對定位及/或一相對定向；該加速組件特別地為該光學投影系統之一組件以及該支撐結構系統之一組件的其中一者；該加速組件特別地為該第二計量支撐子結構。
19. 如申請專利範圍第18項所述之方法，其中： 一控制裝置接收該加速度資訊，以及該控制裝置依據該加速度資訊而控制一致動器裝置來在至少一個自由度中調整該第一計量支撐子結構及/或該第二計量支撐子結構；其中該控制裝置特別地使用一數值模型來控制該致動器裝置，該數值模型已事先建立並代表該第一計量支撐子結構及/或該第二計量支撐子結構回應作用在該加速組件上之該加速度的一動作；及/或該控制裝置特別地控制該致動器裝置以抵消該第一計量支撐子結構及/或該第二計量支撐子結構的一動作，該動作由產生作用在該加速組件之該加速度的一擾動而引起；及/或該控制裝置特別地控制該致動器裝置以主動地減弱該第一計量支撐子結構及/或該第二計量支撐子結構的一動作，該動作由產生作用在該加速組件之該加速度的一擾動而引起。
20. 如申請專利範圍第13至19項之其中任一項所述之方法，其中：該第一計量支撐子結構經由一第一振動隔離裝置而支撐於該荷重承載結構上，且該第二計量支撐子結構經由一第二振動隔離裝置而支撐於該荷重承載結構上；該第一振動隔離裝置及/或該第二振動隔離裝置特別地具有範圍從10Hz至3Hz、較佳為從1Hz至0.5Hz、更佳為從0.3Hz至0.1Hz的一振動隔離共振頻率。
21. 如申請專利範圍第13至20項之其中任一項所述之方法，其中：另一光學元件計量裝置的一第一光學元件計量單元設置於該第二計量支撐子結構且該另一光學元件計量裝置的一第二光學元件計量單元設置於該光學元件群組的另一光學元件，以及 該另一光學元件計量裝置擷取代表該另一光學元件在至少一個自由度中的一定位及/或一定向的額外光學元件狀態資訊。
22. 如申請專利範圍第13至21項之其中任一項所述之方法，其中：一第三計量支撐子結構係獨立地支撐於該荷重承載結構上；以及另一參考計量裝置與該第一計量支撐子結構或該第二計量支撐子結構及該第三計量支撐子結構功能性相關，並擷取額外參考計量資訊其代表該第一計量支撐子結構或該第二計量支撐子結構及該第三計量支撐子結構在至少一個自由度至所有六個自由度中的一相對定位及/或一相對定向；其中，特別地另一光學元件計量裝置的一第五光學元件計量單元設置於該第三計量支撐子結構且該另一光學元件計量裝置的一第二光學元件計量單元設置於該光學元件群組的另一光學元件，該另一光學元件計量裝置擷取代表該另一光學元件在至少一個自由度中的一定位及/或一定向的額外光學元件狀態資訊。
23. 一種用以校正一光學成像配置之一計量系統的方法，該光學成像配置包含具有一光學元件群組的一光學投影系統，該光學元件群組組態以在一曝光製程中使用曝光光沿一曝光光路徑將一光罩的一圖案的一影像轉移至一基板上，該方法包含：支撐該光學投影系統及該計量系統於一荷重承載結構上，該計量系統的至少一光學元件計量單元被支撐於一計量支撐子結構上，在一粗略調整步驟中，執行該計量支撐子結構的一粗略空間調整；以及在一校正步驟中，使用如申請專利範圍第13至22項之其中任一項所述之方法來執行該計量支撐子結構的一精細空間調整。
24. 一種光學成像方法，包含：在一曝光製程中使用曝光光將一圖案的一影像轉移至一基板上，其中，在該曝光製程期間，使用如申請專利範圍第13至22項中任一項所述之方法來主動地調整第一計量支撐子結構及/或一第二計量支撐子結構，其中在該曝光製程期間，特別地使用該光學元件狀態資訊控制該光學成像配置的一主動組件。