TW201916239A - 高解析度階台定位器 - Google Patents

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Abstract

所說明的是用於在大的移動距離上使基板相對於投影相機或其他設備定位的機構。此機構包括一個或多個台車，其在主要方向上與階台一起移動，並在階台於輔助方向上移動時保持靜止。台車的位置，以及台車與基板被支撐於其上的階台之間的相對距離有利於對齊。

Description

高解析度階台定位器
本發明大致關於在半導體製造中所使用的階台的動作控制與定位。
控制基板相對於作用在此基板上的機構之定位的準確度及精度為一種困難且顯見地昂貴的努力。當定位發生在大的區域及長的移動距離時尤其如此。
在半導體製造的領域中，習慣上使用干涉儀、雷射或寬頻來準確地定位基板和基板被支撐於上的階台或載具。然而，使用來定位基板的干涉儀通常具有延伸通過大氣的測量腳(measurement leg)。當需要極高的準確度或大的移動距離時，干涉儀的測量腳所通過的空氣之折射率的可變性(variability)可能對基板的定位造成負面影響。據此，需要判定及/或控制基板的定位之較不易變化的裝置。
另外，即使若干涉儀可被佈置為使得干涉儀的測量腳所通過的空氣之折射率的變化為小或無的，製造及安裝干涉儀所需的光學部件為昂貴的。當基板或基板被支撐於其上的階台的移動距離為大的時，此花費甚至更大。例如，在測量腳的末端所使用的鏡傾向於沿著階台的移動軸延伸，使得能夠連續地判定階台的位置。在階台為相當大的情況下，適當尺寸的光學平面鏡為既大且又非常昂貴的。據此，需要能夠被使用來測量及/或控制階台之大的平移之機構，此機構還使用相對小且便宜的部件。
及
在以下本發明的詳細說明中，參考形成其部分之所附圖式，且其中，藉由例示方式顯示可實施本發明之具體實施例。在圖式中，類似的標號在數個視圖間說明大致類似的部件。充分詳細地描述這些實施例，使以本領域技術人士能夠實施本發明。可應用其它實施例，且在沒有偏離本發明的範疇的情況下，可做出結構、邏輯及電氣上的變化。以下詳細說明因此不應被視為限制，且本發明的範疇僅藉由所附的申請專利範圍之請求項及其相等物所界定。
圖1為當中可採用本發明的原理之微影機器100的視圖。微影機器100包括基座102，其一般為坐落在隔離支撐件(未顯示)上之大的成品花崗岩(granite)塊體。大質量的基座102及隔離支撐件的設計之組合提供微影機器100與地面震動的隔離。隔離支撐件還防止機械力進入工廠地面並擾亂附近的機器。基座102及隔離支撐件可由一般的商業零件及材料所構成。
在基座102的頂部上為大的格狀電動機平台104，例如，美國專利第5,828,142號中所描述的一者，其藉由引用被併入。大的格狀電動機平台104可包括1平方毫米的軟鐵齒(iron teeth)陣列，其在X和Y方向上分開1毫米的間隙。所有的齒之間的間隙均以非磁性材料填充，通常是環氧樹脂。此表面被研磨的非常平坦(達到數微米的公差)，以提供空氣軸承品質的表面。平坦度對於控制主X、Y、ϴ階台106(在下文中稱為主階台106)的末端及傾斜、階台干涉儀系統中的阿貝偏移誤差(Abbe offset error)的可能來源而言亦為有用的。
由格狀電動機平台104所覆蓋的區域為大到足以允許主階台106去移動到所有要求的位置。移動區域允許移動到基板交換位置(在機器前方)、移動到一個或多個基板對齊位置、移動到所有校正位置、以及整個曝光區域。在此所描述的實施例之移動區域與承載在階台106上的基板的尺寸相關。
如圖4A中所見，設置單一投影相機或其它處理設備，基座104的橫向範圍將為基板S的橫向範圍的兩倍，使得投影相機/設備能定址整個基板。在另一個實施例中，例如，在圖4B中，設置兩個投影相機或其它處理設備，基座104將具有基板S的對應橫向範圍之約1.5倍的橫向範圍。這允許兩個投影相機/設備定址整個基板S，每一個相機/設備覆蓋基板S的大約一半。
在由階台106承載基板(例如，碟狀矽晶圓)的實施例中，階台的移動至少與基板的橫向範圍(25mm至450mm)相當，再加上一些以允許基板被放置在階台106上以及從階台106移除。在半導體裝置的封裝中以及在大螢幕的製造中所使用之玻璃、矽或複合材料的大面板亦可由適合尺寸的階台106承載。下面的表1標示了常見的面板尺寸。額外的面板尺寸和縱橫比(aspect ratio)受到考量。
在一實施例中，階台106在其本體內具有四個執行電動機(未顯示)。這些電動機被佈置來在格狀電動機平台104上驅動階台106。兩個電動機被定向來在X軸("X")方向上驅動主階台106。另外兩個電動機被定向為90度，以在Y軸("Y")方向上驅動主階台106。一或兩對電動機可被差別地驅動，以提供小的旋轉動作(ϴ)。以此方式，主階台106可被控制來沿著非常筆直的線移動，即使格狀電動機平台104中的齒圖樣可能並非筆直的。注意，本發明不限於平面或“索耶”(“Sawyer”)型的電動機。可使用滾珠螺桿、各種類型的線性致動器、壓電致動器或任何其他適合的電動機或致動器，其能夠相對於作用於基板S的機構移動階台106。
在圖1中，階台106被顯示為具有安裝在其上的卡盤120。所顯示的卡盤120具有適於支撐基板S的形狀因數(form factor)，基板S為表1中所描述的基本尺寸/形狀的面板。如美國專利第7,385,671號所述，卡盤120可能因此已經替代適於保持不同基板(例如，矽晶圓)之不同數量或類型的卡盤。美國專利第7,385,671號在此藉由引用被併入。
剛性橋結構108在主階台106上方支撐投影相機110。投影相機15具有安裝在透鏡外殼114中的約2X(亦即，2倍)縮減的投影透鏡112。透鏡外殼114被安裝在未顯示之兩個Z軸(垂直)軸承上。這些空氣軸承在商業上可購買，且較佳地為箱式軸頸(box journal)類型，其為非常堅硬的。此Z軸運動被使用來在用於對焦所需之小距離範圍內上下移動透鏡外殼114及投影透鏡112。投影透鏡112在其影像側為遠心的，使得焦距上的小變化不會造成影像尺寸或影像佈局誤差。注意，其它光學佈置及倍率是被預期的。
投影透鏡外殼114具有附接到其底部之獨立、實時且自動對焦的感測器(未顯示)。這些感測器使用簡單的光學器件將雷射二極體光源轉換成基板S處的對焦狹縫光。來自此狹縫的某些光反射離開基板S，且由實時自動對焦感測器的接收側所捕捉。反射的狹縫光藉由接收光學器件而被成像到線性CCD陣列(未顯示)上。影像處理軟體被使用來定位在CCD陣列上的反射狹縫的影像。在反射狹縫的影像的位置中的任何偏移接著被使用來控制投影相機110的Z軸驅動116，直到CCD陣列上的影像的位置被復原。以此方式，投影相機110的“對焦”被維持在恆定的間隙。在機器建構期間，以微米為單位的Z軸運動被用於以像素為單位判定CCD陣列上的影像之運動。此校正允許後續對焦偏移的轉換被執行，作為在Z軸對焦控制系統中的像素偏移。
折疊鏡130附接到透鏡外殼114的頂部。此鏡21使投影相機110的其餘部分延伸到右側。在此實施例中，投影透鏡112被設計為在其物側具有長的作業距離，以允許折疊鏡130的使用。注意，藉由從投影相機110省略折疊鏡，可能達成筆直的光路。亦能夠使用具有不同的方向之折疊鏡以進一步形成投影相機110的光路，以滿足任何存在的空間要求。
投影相機110具有其本身的六軸標線片卡盤132，其保持標線片134，標線片134包括在個別基板上被成像的圖案或掩膜。標線片134可被稱為像源(image source)。應理解的是，亦可使用其它的裝置作為像源，例如，多面鏡光閥(multi-mirror light valve)或LCD光閥，其動態地產生掩膜(亦即，無掩膜像源)。
藉由圍繞水銀燈的燈室(lamp house)140來提供微影曝光的照明，水銀燈在一個實施例中輸出約3500瓦特的功率。燈室140中的光被聚集、對焦及過濾，並接著在快門142附近離開燈室140。注意，如同所顯示的，燈室140包括折疊鏡131，其允許投影相機110的光路變得更為緊湊。圖1所顯示的投影相機110之折疊佈置僅為可使用或通常被使用的許多配置中的一種配置。
當打開快門142時，來自燈室140的光通過聚光透鏡組件144，通過標線片134，通過投影透鏡112並以由標線片134所賦予的影像曝光基板S。能夠理解的是，基板S被塗佈光敏抗蝕塗層。劑量感測器(未顯示)可為快門142的一部分。
以上內容為用於微影系統的步進型配置。例如，掃描、壓印及直接寫入微影系統的其他配置為習知的，並可從本發明的應用中獲益。進一步言之，雖然本發明在微影應用中為特別有用的，但本發明不因此受到限制。
圖2顯示本發明的一個實施例，其為移動機構200，用於在階台106上相對於投影相機110或其他機構準確地定位基板S，投影相機110或其他機構對基板S執行曝光、檢查、觀看、測量或其它作用。注意，為了清楚起見已在圖2中省略投影相機110及支撐結構。
根據本發明的移動機構允許在面板或其它基板上執行大像幅微影製程或其它作業。掃描及移動方向上之大移動尺寸可超過2公尺。這藉由提供在靜止平台上隨著階台沿著階台的掃描及移動方向移動的一個或多個台車210來達成。台車包括允許台車沿著除了台車提供位置資訊的一個軸以外的軸相對於階台移動的機構。台車210在導軌212上運行，導軌212包括至少一個線性編碼器214，以提供台車相對於平台104的位置。藉由固定台車210本身的讀取頭216來讀取台車的位置。台車還包括用於判定階台106與台車之間的距離的機構。
如可從圖2中所見，平台104及階台106可包括超過一個的移動機構200。每一個移動機構200提供沿著相對於平台104所界定的軸的位置。注意，可相對於基板被定址的相機或其他設備通常被定位在與平台104相同的座標系統中。以此方式，能夠判定基板相對於使用來修改基板之投影相機/設備的位置。由台車或塊體210在其上運行之導軌或軌道212來界定每一個移動機構200的靈敏軸(sensitive axis)。可使用適當分類的線性軸承或空氣軸承來形成台車210及導軌212的結合。導軌212的長度界定移動機構200的移動距離。導軌212包括用於測量位置的一個或多個尺度，例如，線性編碼器214。線性編碼器214可為光學或電磁類型的。一般而言，系統的定位解析度(positioning resolution)將為相對精確的，在整個移動範圍上落在±200nm的範圍中，整個移動範圍可能超過兩公尺。一個或多個讀取頭216被固定到台車210並沿著線性編碼器214行進，以判定台車210相對於平台104的位置。導軌212可為分開的結構，其在平台104與階台106之間被固定到平台104。導軌212亦可藉由將導軌212之結構的部分或全部嵌入平台104中而被形成為平台104本身的一部分。在另一個實施例中，導軌212被定位及固定在階台106上方。在本實施例中，導軌212被連接到橋支撐件108。為了清楚起見，支撐結構被省略。導軌212相對於平台104的位置被更清楚地顯示在圖3A及3B中。
在階台106的邊緣，發現大致垂直於移動機構200的軸的參考表面220。表面220被定位使得被固定到台車210的距離感測器222將能夠感測台車210與階台106之間的距離。表面220可為固體，然而，若這些表面220理想地為盡可能平坦使得測量為盡可能精確的，則必須認知到的是，當固體表面220的長度可能超過2公尺時，固體表面220為非常昂貴的。在較佳實施例中，表面220由獨立區段221所製成。區段221為更容易平坦的，且雖然可能存在區段221的佈局中的變化以形成表面220，這種變化可被最小化及/或校正，使得定位上的誤差被最小化。距離感測器222可為電容、干涉、色彩共焦(chromatic confocal)、雷射三角測量(triangulation)或類似的距離感測器。注意，由於要由感測器222所測量的距離為相對短的，在此設置中可成功地採用干涉感測器。在表面220為本質上平坦的情況下，僅需要單一個感測器222來測量階台106與台車210之間的距離。如果有興趣測量階台106與台車210之間的任何角度變化，將需要包括兩個感測器222，由兩個感測器222所回報的測量之間的差異被使用來判定台車210與階台106之間的角度。
由於台車210僅沿著導軌212移動，為了感測階台106沿著移動機構的靈敏軸的位置，需要將台車210與階台106連接。為了允許台車210與階台106之間沿著非靈敏軸或輔助軸(其通常垂直於導軌212)的平移，使用線性耦合裝置226將台車210固定到階台106。當階台106沿著箭頭230所描述的軸移動時，左側移動機構200的台車210將沿著其導軌212以與階台一致的方式移動。線性編碼器214及讀取頭216將給出台車210相對於平台104的位置。在左側移動機構220的台車上的距離感測器222提供階台106相對於台車210的位置。結合從讀取頭216及距離感測器222所獲得的測量，提供了沿著左側移動機構200的軸準確地相對於平台104定位階台106所必需的資訊。當階台106沿著軸230移動時，右側移動機構200的台車210不會相對於其導軌212移動。相反地，台車210保持靜止，同時耦合裝置226允許階台106去相對於台車210移動。當階台106沿著箭頭232所界定的軸移動時，反過來適用。以此方式，階台106可被輕易地定位在由平台104所界定的平面中。
在某些實施例中，例如，當多個區段221形成表面220時，兩個或多個感測器222可能為理想的。例如，兩個感測器222被放置在台車210上，如圖2所見。這允許測量階台106與台車210之間的角度，假定每一個區段221為共面的。亦可使用兩個感測器222來針對每一個獨立區段221去測量階台106與台車210之間的距離。在此實施例中，各個感測器222從讀取頭216所回報的距離測量台車210與階台106之間的距離的變化。此距離在任何時間點為標稱地相同的。然而，背隙(backlash)能夠允許此距離變化。當階台106相對於台車210移動(例如，沿著軸230的相對移動)使得不同的區段221被連續地對感測器222呈現時，區段221的佈局中的變化可導致讀數的不確定性。在此佈置中，相對於階台106，一個感測器222將優先於或前於剩下在後的感測器222。在不同位置的區段221之間轉換的單一個感測器222將回報階台/台車距離的變化，其實際上為區段221之間的位置的變化。將多個感測器222間隔開使得其定址連續的區段221允許各個感測器222之間的變化能夠被測量且用作基線(base line)或校正。此外，即使沒有基線，在後的感測器222可能保留指定區段221的位置，即使當在前的感測器222定址相鄰的區段221。由在後的感測器222所回報的位置變化將代表階台/台車位置的變化，而由在前及在後的感測器所回報的位置中的差異可歸因於區段之間的未對準。在一個實施例中，在前及在後的感測器222之間的間距略少於區段221被間隔開的間距。這有助於確保在後的感測器保持在目前區段221上一段時間，足以使由在前的感測器221定址的區段的位置被記錄且提供。感測器222可被間隔開以跳過區段221，且可以任何適當的間距被間隔開，包括略少於區段221的間距乘上從一到表面220中的區段的總數量中的任意數量的區段n的間距。
額外的感測器222可被使用來測量表面220中的每一個區段221的角度。在此實施例中，對給定的區段221定址多對感測器222，以測量其角度及階台/台車距離。如同將理解的，如同所述地採用兩對感測器222，像是顯示為安裝在圖2的台車210上的兩個感測器222。這允許表面220多個區段221在其XYϴ方向相對於台車210被定位。如同將理解的，使用任何適合數量的感測器220，可精確地定位用作校正參考的區段221。這將減少對於多個感測器222的需求，且若存在與來自讀取頭216的讀數差異，亦將使定位系統更加容錯(fault tolerant)。
雖然在此所顯示的實施例具有本質上佈置為相互垂直之移動機構200的導軌212，這不是必需的。可使用允許階台106相對於平台104被定位的移動機構200之間的任何互補關係或角度。注意，由導軌212所界定的軸仍將界定平面，其平行於階台106在其中移動的平面。 　　耦合裝置226在某些實施例中為無動力線性軸承(unpowered linear bearings)，僅管可使用像是預力(pre-stressed)空氣軸承的空氣軸承。為了較快地使階台106相對於平台104移動一點點，可能理想的是在每一個移動機構200的台車210與導軌212之間包括某些種類的線性致動器(未顯示)。在此實施例中，由於線性致動器將被驅動來維持台車210與階台106之間的標稱距離，將省略線性耦合裝置226。如同預期的，讀取頭216及線性編碼器214仍將指示台車210相對於平台104的位置。沿著階台106將跟隨的標稱路徑驅動台車210允許距離感測器222去測量台車210與階台106之間的距離，提供相對於平台104精確地定位階台106所需的資訊。線性致動器的添加及線性耦合裝置226的省略減少階台106的慣性，並允許階台106以較高的速率加速。
圖3A為定位在階台106與平台104之間的移動機構200及其導軌212可能如何被佈置的側視圖。注意，圖式中的移動機構200包括線性耦合裝置226，雖然如同上面所指示的，此線性耦合裝置226可能被省略以利於沿著軌道212移動台車210以跟隨階台106的線性致動器。圖3B為移動機構200的另一側視圖，但導軌212被定位在階台106上方。再次，在此實施例中顯示可選的線性耦合裝置226。圖3B中的線性耦合裝置226將被定位以允許距離感測器222去定址參考表面220。
圖3C顯示圖3B中所顯示的實施例的變化。在此實施例中，提供至少一個額外的線性編碼器214’。線性編碼器214’從圖中的線性編碼器214垂直地分離。在正常運作中，由於它們的線性編碼器為標稱地相互平行，讀取頭214、214’應該輸出實質相同的位置。但當台車210在其沿著導軌212移動時被向上或向下傾斜時，讀取頭214、214’相輸出略為不同的值。伴隨著已知導軌的線性編碼器214、214’之間的距離，此差值測量允許其中一者去計算台車210正在經歷的傾斜量。在台車210處之任何可測量的傾斜被視為是要被最小化或忽略的偏差條件，若可能的話。傾斜可能來自數個來源，包括平行的導軌212或線性編碼器214、214’。傾斜亦可從階台106在非平坦的基座104上的動作被推導出來。傾斜的後者來源可經由耦合裝置226被傳遞到台車210。在某些實施例中，所測量的傾斜值被使用來藉由調整標線片卡盤132而修改標線片134的位置。以此方式，由於傾斜所造成的偏差可被最小化。
圖4A為顯示，對於僅採用單一個投影相機110的系統，階台106相對於平台104的移動的範圍的例子之平面示意圖。應了解的是，投影相機110可藉由作用在固定到階台106的基板上的檢查、度量衡(metrology)、或其它處理工具或機構來替代。在圖4B中，顯示採用兩個投影相機110之階台106相對於平台104的移動的範圍的例子。一般而言，需要用來將基板S定址到單一個投影相機110的移動量會大於將基板S定址到兩個投影相機110的移動量。
在建構包含移動機構200的機器時，理想的是在使用前校正移動機構200。在一個例子中，可將像是干涉儀的距離感測器(未顯示)放置在系統100的基座102上或附近。由於階台106可能與干涉儀接觸，不要將干涉儀放置在平台104上是一個好主意。鏡(同樣未顯示)被放置在台車210上以測量台車相對於基座102及被固定於其上之平台104的位置。使每一個台車210移動經過其整個動作範圍，並將其相對於基座102的位置記錄下來。注意，在每一個移動機構200中，顯示出兩個線性編碼器及相關聯的讀取頭。這是為了提供一種測量階台106的角度位置的裝置，除了其在笛卡兒座標平面(Cartesian coordinate plane)中的位置之外。此角度位置可使用執行電動機(未顯示)來校正，或可被引導以使基板S在角度上對齊於投影相機110。
已校正每個台車210相對於基座/平台的位置後，系統100可為準備好使用的。然而，額外的校正可能為有幫助的。使用干涉儀或其它有用的距離感測器，操作者較佳地將校正距離感測器222相對於參考表面220的輸出。使用直接形成在階台106上或卡盤120上的校正目標，投影相機110相對於階台106的位置可被校正。當然，也會想要將階台106的位置校正到卡盤120的位置。使用前述校正，能夠產生轉換(transform)，其被與讀取頭216及位置感測器222的輸出一起使用來相對於投影相機110精確地定位基板S。當完成校正時，在校正中所使用的距離感測器(例如，干涉儀)被從系統100移除。
一個或多個實施例描述如下： 　　1. 一種移動機構，用於定位階台，該移動機構包括： 　　導軌，導軌具有線性編碼器； 　　台車，其在導軌上移動，台車具有讀取頭，其指示台車沿著導軌之標線位置； 　　線性耦合裝置，其將移動機構連接到階台，使得當階台在與導軌平行的方向上移動時，線性耦合裝置使台車沿著導軌移動，且當階台在與導軌橫切的方向上移動時，階台將能夠相對於台車移動；以及 　　位在階台上的參考表面及位在台車上之相對的至少一個距離感測器，由讀取頭所回報的位置及由距離感測器所回報的標稱距離被結合來定位階台。 　　2. 根據第1項之用於定位階台的移動機構，還包括在台車上的至少兩個距離感測器，由距離感測器所回報的距離之間的差異被使用來計算階台相對於台車的角度。 　　3. 根據第1項之用於定位階台的移動機構，其中，參考表面包括複數個獨立區段，其被定位以形成標稱平面參考表面。 　　4. 根據第3項之用於定位階台的移動機構，還包括在台車上的至少兩個距離感測器，在台車上的至少兩個距離感測器彼此間具有間距，其將至少兩個距離感測器定址到參考表面之間隔開的區段。 　　5. 根據第3項之用於定位階台的移動機構，還包括在台車上的至少兩對距離感測器，在台車上的至少兩對距離感測器中的每一者在各個距離感測器之間具有間距，其少於平面參考表面的區段的寬度，至少兩對距離感測器彼此間具有間距，其將至少兩對距離感測器定址到參考表面之間隔開的區段。 　　6. 根據第1項之用於定位階台的移動機構，其中，導軌被定位在階台上方。 　　7. 根據第1項之用於定位階台的移動機構，其中，導軌被定位在階台下方。 　　8. 根據第1項之用於定位階台的移動機構，其中，階台相對於基座移動，階台藉由空氣軸承機構、機械軸承機構以及電磁軸承機構中的一者而被支撐在基座上方。 　　9. 一種定位機構，用於定位階台，定位機構包括： 　　複數個軌道，每一個軌道具有尺度； 　　複數個塊體，複數個塊體中的每一個塊體被佈置為在複數個軌道中的一個軌道上移動，複數個塊體中的每一個塊體具有感測器，其藉由從尺度讀取位置而指示塊體沿著其各自的軌道的標稱位置； 　　複數個連接器，每一個連接器將複數個塊體中的一個塊體連接到階台，使得當階台在平行於複數個軌道中的一個軌道的方向上移動時，連接器使關聯於此軌道的塊體沿著軌道移動，以及當階台在與軌道橫切的方向上移動時，階台將能夠相對於塊體移動； 　　位在階台上的參考表面及位在複數個塊體中的每一個塊體上之相對的至少一個距離感測器，由感測器所回報之關於每一個軌道的尺度的位置以及由距離感測器中的每一個距離感測器所回報的標稱距離被結合來定位階台。 　　10. 根據第9項之用於定位階台的定位機構，其中，複數個軌道中的至少兩個軌道被設置成相互垂直的。 　　11. 根據第9項之用於定位階台的定位機構，其中，軌道被定位在階台上方。 　　12. 根據第9項之用於定位階台的定位機構，其中，軌道被定位在階台下方。 　　13. 一種用於定位階台的機構，包括： 　　導軌，此導軌具有線性編碼器； 　　台車，其在導軌上移動，台車具有讀取頭，讀取頭指示台車沿著導軌的標稱位置； 　　驅動裝置，連接於台車及導軌之間，驅動裝置被運作以在階台沿著由導軌所界定的軸移動時，維持階台與台車之間的標稱距離， 　　位在階台上的參考表面以及位在台車上之相對的至少一個距離感測器，由讀取頭所回報的位置以及由距離感測器所回報的標稱距離被結合來定位階台。 　　14. 根據第13項之用於定位階台的機構，還包括台車上的至少兩個距離感測器，由距離感測器所回報的距離之間的差異被使用來計算階台相對於台車的角度。 　　15. 根據第13項之用於定位階台的機構，其中，參考表面包括複數個獨立區段，其被定位以形成標稱平面參考表面。 　　16. 根據第15項之用於定位階台的機構，還包括台車上的至少兩個距離感測器，台車上的至少兩個距離感測器彼此間具有間距，其將至少兩個距離感測器定址到參考表面之間隔開的區段。 　　17. 根據第15項之用於定位階台的機構，還包括台車上的至少兩對距離感測器，至少兩對距離感測器中的每一者具有在各個距離感測器之間的間距，其少於平面參考表面之區段的寬度，至少兩對距離感測器彼此間具有間距，其將至少兩對距離感測器定址到參考表面之間隔開的區段。 　　18. 根據第13項之用於定位階台的機構，其中，導軌被定位在階台上方。 　　19. 根據第13項之用於定位階台的機構，其中，導軌被定位在階台下方。 　　20. 根據第13項之用於定位階台的機構，其中，階台相對於基座移動，階台藉由空氣軸承機構、機械軸承機構及電磁軸承機構中的一者而被支撐在基座上方。 　　21. 一種用於定位階台的設備，其中，階台在平面中移動且沿著與階台在其中移動的平面實質平行的至少兩軸被定位，設備包括： 　　用於判定沿著軸的位置的機構，其包括： 　　導軌，導軌具有線性編碼器； 　　台車，其在導軌上移動，台車具有讀取頭，讀取頭指示台車沿著導軌的標稱位置； 　　線性耦合裝置，其將移動機構連接到階台，使得當階台在平行於導軌的方向上移動時，線性耦合裝置使台車沿著導軌移動，以及當階台在與導軌橫切的方向上移動時，階台將能夠相對於台車移動； 　　位在階台上的參考表面及位在台車上之相對的至少一個距離感測器，由讀取頭所回報的位置及由距離感測器所回報的標稱距離被結合來定位階台；並且 　　其中，設備包括用於至少兩軸中的每一軸的至少一機構。 結論
雖然已在本文中顯示及說明本發明的具體實施例，本領域技術人士將理解的是，被計算來達成相同目的之任何佈置可以替代所顯示的具體實施例。本發明的許多改編對於本領域技術人士而言為顯而易見的。據此，本申請案意在覆蓋本發明的任何改編或變化。顯然意圖的是，本發明僅受限於以下申請專利範圍之請求項及其相等物。
100‧‧‧微影機器(系統)
102‧‧‧基座
104‧‧‧(格狀電動機)平台
106‧‧‧(主)階台
108‧‧‧剛性橋結構(橋支撐件)
110‧‧‧投影相機
112‧‧‧投影透鏡
114‧‧‧透鏡外殼
116‧‧‧Z軸驅動
120‧‧‧卡盤
130‧‧‧折疊鏡
131‧‧‧折疊鏡
132‧‧‧六軸標線片卡盤
134‧‧‧標線片
140‧‧‧燈室
142‧‧‧快門
144‧‧‧聚光透鏡組件
200‧‧‧移動機構
210‧‧‧台車
212‧‧‧導軌(軌道)
214‧‧‧線性編碼器
216‧‧‧讀取頭
220‧‧‧參考表面
221‧‧‧區段
222‧‧‧(距離)感測器
226‧‧‧(線性)耦合裝置
230‧‧‧軸
232‧‧‧軸
S‧‧‧基板
圖1為可能包括本發明的微影機器的示意圖。
圖2為應用來相對於階台在其上移動的平台(platen)定位階台的一對移動機構的示意平面圖。
圖3A為導軌被定位在階台及平台之間的移動機構的示意圖。
圖3B為導軌被定位在階台上方的移動機構的示意圖。
圖3C為導軌被定位在階台上方的另一個移動機構的示意圖。
圖4A及4B分別顯示相對於一個及兩個投影相機或其他設備之階台的移動及尺寸。

Claims (21)

  1. 一種用於定位階台的移動機構，包括： 　　導軌，該導軌具有線性編碼器； 　　台車，其在該導軌上移動，該台車具有讀取頭，該讀取頭指示該台車之沿著該導軌的標稱位置； 　　線性耦合裝置，其將該移動機構連接到該階台，使得當該階台在與該導軌平行的方向上移動時，該線性耦合裝置使該台車沿著該導軌移動，且當該階台在與該導軌橫切的方向上移動時，該階台將能夠相對於該台車移動；以及 　　位在該階台上的參考表面以及位在該台車上之相對的至少一個距離感測器，由該讀取頭所回報的位置及由該距離感測器所回報的標稱距離被結合來定位該階台。
  2. 如申請專利範圍第1項的用於定位階台的移動機構，還包括在該台車上的至少兩個距離感測器，由該等距離感測器所回報的距離之間的差異被使用來計算該階台相對於該台車的角度。
  3. 如申請專利範圍第1項的用於定位階台的移動機構，其中，該參考表面包括複數個獨立區段，其被定位來形成標稱平面參考表面。
  4. 如申請專利範圍第3項的用於定位階台的移動機構，還包括在該台車上的至少兩個距離感測器，在該台車上的該至少兩個距離感測器彼此間具有間距，其將該至少兩個距離感測器定址到該參考表面之間隔開的區段。
  5. 如申請專利範圍第3項的用於定位階台的移動機構，還包括在該台車上的至少兩對距離感測器，在該台車上的該至少兩對距離感測器中的每一者在各個距離感測器之間具有間距，其小於該平面參考表面的區段的寬度，該至少兩對距離感測器彼此間具有間距，其將該至少兩對距離感測器定址到該參考表面之間隔開的區段。
  6. 如申請專利範圍第1項的用於定位階台的移動機構，其中，該導軌被定位在該階台上方。
  7. 如申請專利範圍第1項的用於定位階台的移動機構，其中，該導軌被定位在該階台下方。
  8. 如申請專利範圍第1項的用於定位階台的移動機構，其中，該階台相對於基座移動，該階台藉由空氣軸承機構、機械軸承機構、及電磁軸承機構中的一者而被支撐在該基座上方。
  9. 一種用於定位階台的定位機構，包括： 　　複數個軌道，該複數個軌道中的每一個軌道具有尺度； 　　複數個塊體，該複數個塊體中的每一個塊體被佈置來在該等軌道中的一個軌道上移動，該複數個塊體中的每一個塊體具有感測器，該感測器藉由從該尺度讀取位置而指示塊體之沿著其各自的軌道的標稱位置； 　　複數個連接器，每一個連接器將該複數個塊體中的一個塊體連接到該階台，使得當該階台在平行於該複數個軌道中的一個軌道的方向上移動時，該連接器使關聯於該軌道的該塊體沿著該軌道移動，以及當該階台在與該軌道橫切的方向上移動時，該階台將能夠相對於該塊體移動； 　　位在該階台上的參考表面以及位在該複數個塊體中的每一個塊體上之相對的至少一個距離感測器，由該等感測器所回報之關於每一個軌道的尺度的位置及由該等距離感測器中的每一個距離感測器所回報的標稱距離被結合來定位該階台。
  10. 如申請專利範圍第9項的用於定位階台的定位機構，其中，該複數個軌道中的至少兩個軌道被設置為相互垂直的。
  11. 如申請專利範圍第9項的用於定位階台的定位機構，其中，該軌道被定位在該階台上方。
  12. 如申請專利範圍第9項的用於定位階台的定位機構，其中，該軌道被定位在該階台下方。
  13. 一種用於定位階台的機構，包括： 　　導軌，該導軌具有線性編碼器； 　　台車，其在該導軌上移動，該台車具有讀取頭，該讀取頭指示該台車之沿著該導軌的標稱位置； 　　驅動裝置，其連接於該台車與該導軌之間，該驅動裝置被運作以在該階台沿著由該導軌所界定的軸移動時，維持該階台與該台車之間的標稱距離；以及 　　位在該階台上的參考表面以及位在該台車上之相對的至少一個距離感測器，由該讀取頭所回報的該位置及由該距離感測器所回報的該標稱距離被結合來定位該階台。
  14. 如申請專利範圍第13項的用於定位階台的機構，還包括該台車上的至少兩個距離感測器，由該等距離感測器所回報的距離之間的差異被使用來計算該階台相對於該台車的角度。
  15. 如申請專利範圍第13項的用於定位階台的機構，其中，該參考表面包括複數個獨立區段，其被定位來形成標稱平面參考表面。
  16. 如申請專利範圍第15項的用於定位階台的機構，還包括在該台車上的至少兩個距離感測器，在該台車上的該至少兩個距離感測器彼此間具有間距，其將該至少兩個距離感測器定址到該參考表面之間隔開的區段。
  17. 如申請專利範圍第15項的用於定位階台的機構，還包括在該台車上的至少兩對距離感測器，在該台車上的該至少兩對距離感測器中的每一者具有在各個距離感測器之間的間距，其小於該平面參考表面的區段的寬度，該至少兩對距離感測器彼此間具有間距，其將該至少兩對距離感測器定址到該參考表面之間隔開的區段。
  18. 如申請專利範圍第13項的用於定位階台的機構，其中，該導軌被定位在該階台上方。其中﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽
  19. 如申請專利範圍第13項的用於定位階台的機構，其中，該導軌被定位在該階台下方。
  20. 如申請專利範圍第13項的用於定位階台的機構，其中，該階台相對於基座移動，該階台藉由空氣軸承機構、機械軸承機構、及電磁軸承機構中的一者而被支撐在該基座上方。
  21. 一種用於定位階台的設備，其中，該階台在平面中移動且沿著與該階台在其中移動之該平面實質平行的至少兩軸被定位，該設備包括： 　　用於判定沿著軸的位置之機構，該機構包括： 　　導軌，該導軌具有線性編碼器； 　　台車，其在該導軌上移動，該台車具有讀取頭，該讀取頭指示該台車之沿著該導軌的標稱位置； 　　線性耦合裝置，其將該移動機構連接到該階台，使得當該階台在與該導軌平行的方向上移動時，該線性耦合裝置使該台車沿著該導軌移動，以及當該階台在與該導軌橫切的方向上移動時，該階台將能夠相對於該台車移動；以及 　　位在該階台上的參考表面以及位在該台車上之相對的至少一個距離感測器，由該讀取頭所回報的位置及由該距離感測器所回報的標稱距離被結合來定位該階台，並且 　　其中，該設備包括用於該至少兩軸中的每一軸的至少一個機構。
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