TWI309753B - Lithographic apparatus, device manufacturing method and angular encoder - Google Patents

Description

1309753 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於微影投影裝置及元件製造方法。 本發明亦係關於一種角編碼器。 【先前技術】 微影裝置為一將所要圖案施加至基板之目標部分上之機 器。舉例而言，微影裝置可用於積體電路（IC)之製造中。於 此情況下’一諸如光罩之圖案化構件可用於產生一對應於 該ic之個別層的電路圖案，且可使該圖案成像於一具有一 層輻射敏感材料（抗蝕劑）之基板（例如，矽晶圓）上的目標部 分（例如，包括一部分、一或幾個晶粒）上。一般而言，一單 一基板將含有接連地受到曝光之相鄰目標部分之網路。已 知的微影裝置包括：所謂的步進器，纟中藉由將整個圖案 人：曝光於目標部分上來照射每一目標部分丨及所謂的 掃描器，#中藉由於—給定方向（”掃描„方向）掃描投影光束 下之圖案’同時在與該方向平行或反平行之方向同步地掃 描基板，可照射每一目標部分。 ^ 的進行掃描曝光之微影投影裝置中，相對於投影 糸統（透鏡）量測光罩平臺與基板平臺之位置，以於掃描期間 =平臺位置。實際上’該#位置係藉由使用安裝於投影 铁兄糸統所牛固連接之牢固參考框架上的干涉儀而量測。 :二在：提議的使用EUV輻射作為投影系統曝光輻射的 …具有正放大率之鏡面系統以-自由度 、於參考框架上’其否則對於透鏡動力的要求將 92786-971231.doc 1309753 會太繁重。同樣的可應用 應用於其匕類型的微影裝置中。因此， 有必要量測投影系統相對於夂去 μ ㈣於參考框架的位置以及該等台相 對於該參考框架的位置。需尊一、隹乂 高要進仃此項工作的便利配置。 【發明内容】 ，發明之-目的係為量測投影系統相對於參考框架之位 置提供具有改良配置之微影裝置。 根據本發明，提供一微影投影裝置，其包含： --用於提供—輻射投影光束之輻射系統； -一用於支持-圖案化元件之支持結構，該圖案化元件 用於根據—所要圖案對該投影光束進行圖案化； -一用於固定一基板之基板台； --用於將該圖案化光束投影至該基板之—目標部分上 之投影系統； -一參考框架；及 第里’則糸統’其經組態以量測該基板台相對於該 參考框架之位置及位移之至少一者，該量測系統包括安 裝於該參考框架上且具有各自量測軸之複數個第一感應 器。其特徵在於： -一第二量測系統’其經組態以量測該投影系統相對於 6玄參考樞架之位置及位移之至少一者，該量測系統包括 安裝於該參考框架上且具有各自量測軸之複數個第二感 應器， -其中該第二量測系統中之至少一感應器具有—穿過該 投影系統之一恒定點的量測軸，且該第二量測系統包含三 92786-971231.doc 1309753 個線性感應n，該等線性感應器經組態以沿著通過該恒定 點的該量測軸進行測量。 藉由里測穿過恒定點（該點是這樣一點：繞該點之投影系 先的旋轉不會導致影像的平移)之量測軸上投影系統的位 置’簡化了必要校正之計算且可降低必要感應器數量。 該恒疋點位於投影系統之物體或影像領域的中心且可形 成用於控制該裝置之座標系的原點。 較佳地’第二量測系統包括沿穿過該恒定點之量測軸量 測的三個線㈣應H此方式，可對於所有線性自由度 獲得優勢。於此配置中，若圖案化元件牢固地或藉由伺服 系、、先連接至投影透鏡且該投影透鏡可撓性地連接至參考框 架，則亦需要具有一感應器以量測投影系統繞光軸之旋轉。 車乂佳地，該第二量測系統中至少一感應器具有一對應於 第里測系統之量測軸的量測軸，且其相對於該第一量測 系統之對應感應器而牢固地安裝。在某些情況下，第一及 第一量測系統之量測軸將並不精確地平行。於此情況下， 右兩個軸位於一亦含有2軸之共同平面上，則認為該等兩個 軸相對應。 較佳地，量測投影系統位置之第二量測系統的感應器（其 主要量測給定自由度）以高堅硬度牢固地安裝於參考框架 上’意即’相對於量測基板台位置之第一量測系統的感應 器（其主要量測對應自由度），可使感應器之配置更緊湊且使 感應器間的串擾最小化。因此，可降低對每一系統中感應 器之相對位置穩定性的要求。 92786-971231.doc 1309753 更佳地，將感應器之自含式組安裝於一單一硬質安裝臺 上。感應器之自含式組為一無需涉及其它位置或位移感應 器以提供其量測的感應器之自含式組。因而，舉例而言， 若藉由兩個間隔分離式線性干涉儀以平行於X方向之:束 量測RZ，則可將兩個干涉儀均安裝於單一的硬質安裝臺 上。當然’一干涉儀模型可考慮到無需安裝至硬質安裝臺 上之環境感應器的輸出，諸如溫度、壓力、濕度。 應注意，並非需要將感應器的所有部分都牢固地連接至 參考框架或其它量測系統中對應感應器；僅需要將諸如為 p步量測系統提供量測光束之供應器及干涉儀或編碼器型 谓測器之編碼器頭的主要部分安裝至參考框架上 能，則可遙遠地定位該等咸應 寺这應器的其它部分，尤其是可產 生熱篁、振動或電雜訊的部分。 較佳地，主要量測三個平移自由^ 系統的感應器牢固地連接至其於第 及^第一置測 上。應理解，由於本發明之實施測系統中之對應物 將不可At 彳的谷積及佈局的限制， 將不了月b將感應器定位成傕 參考框竿的站二測軸精確平行於裝置之 架的轴’因此，事實上給定感應器"主要"量測一自 -但由於該給定感應器的量 平行之事實，^ β 神一參考框架並不精確 應器之輸出來補償以進行校正。要使用另—或多個感 較佳地，投景》系統繞其光 感應器來量測。 ㉟轉由切直接角量測的 根據本發明之另一態樣，—_ ’、元件製造方法，其包含 92786-971231.doc 1309753 以下步驟： -使用一輻射系統在一層輻射敏感材料之一目標位置上 投影一圖案化投影光束，該層輻射敏感材料至少部分地 覆蓋一基板； -使用一第一量測系統來量測該基板台相對於一參考框 架的位置及位移之至少一者，該第一量測系統包括安裝 於該參考框架上且具有各自量測軸之複數個第一感應 -使用一第二量測系統來量測該投影系統相對於一參考% 框架的位置及位移之至少一者’該第二量測系統包括安 裝於該參考框架上且具有各自量測軸之複數個第二感應 器； -其中該第二量測系統之至少一感應器具有一量測軸， 該量測軸通過該投影系統之一恒定點且其相對應於該第一 虿測系統之該對應感應器而牢固地安裝，且其中該第二量

測系統包含三個線性感應器，該等線性感應器經組態以沿 著通過該恒定點的該量測轴進行測量。 本發明亦提供一角編碼器，其包含： -一目標； -一第一光學模組，其包含：―用 六13 用於將光自該目標導引 向第一及第二光學路徑之第一光| m A 果刀裂15 ; 一位於該 #先學路徑之至少一光學路徑 t r的先學組件，藉 等路徑中之-路徑相對於該等光學路徑中之另—光學 92786-971231.doc -10· 1309753 路徑對於傾斜具有相對敏感性；及 -一第一二光學模組，其經組態以將來自該第—與該第 二光學路徑之光重新組合且對該目標之兩個重疊影像 進行投影的構件； -藉以，該目標與該光學模組之相對旋轉導致該等兩個 重疊影像相對移動，其中該目標包含一格柵。 該配置提供一指示目標與光學模組之相對旋轉的單一訊 號，而非代表線性移動之接著必須被處理以給出角指示的 兩個訊號。並且，元件之敏感性不會受到可被提供於兩個 線性里測之間的臂限制，而是兩個光學路徑的相對角敏感 性用於放大訊號。 較佳地，目標為一格柵，藉以於重疊影像中形成 效應。光學組件可包含具有一具有五邊形戴面之稜鏡，其 中沿一光學路徑行進的光束經歷兩次内部反射並穿過其本 身。 ’、 儘管本文可特定參考微影裝置在製造IC中的使用，但應 理解’本文所描述之微影裝置可具有其它應用，諸如製造 整合光學系統、磁域記憶體之導引及偵測圖案、液晶顯示 器（LCD)、薄膜磁頭等等。熟習此項技術者應瞭解到，於此 等替代應用之情形下，本文術語"晶圓”或”晶粒"的任何使用 可看做是分別與更一般的術語"基板，，或，，目標部分"同義。在 曝光之前或之後，可於（例如）一執道（一通常用於將一層抗 触劑施加於一基板上且顯影已曝光的抗蝕劑之工具）或一 92786-971231.doc 11 · 1309753 度量或檢測工具中處理本文所指代之基板。若可應用時， 本文之揭示内容可應用於如此及其它基板處理工具。另 外：例如，為創造多層IC，可多於一次地對基板進行處理， 使得本文所使用之術語基板亦可指代已含有多個經處理之 層的基板。 本文所使用之術語"轄射，，及，，光束”涵蓋電磁轄射之所有 類型，包括紫外（uv)輻射（例如，其具有⑹㈣呢⑸或 ⑶⑽之波長）與遠紫外（EUV)輕射（例如，其具有5至2〇抓 範圍内之波長）以及粒子束，諸如離子束或電子束。 應將本文所使用之術語”圖案化元件"廣泛地理解為指代 一可用於在投影光束之截面中給予該光束—圖案以便在基 板之目標部分内創造圖案的元件。應注意，給予投影光束 之圖案可能並不精確地對應於基板之目標部分内所要之圖 案一。通常，給予光束之圖案將對應於在目標部分内所創造 之元件（諸如一積體電路）的特定功能層。 圖案化元件可為透射性的或反射性的。圖案化元件之實 例包括光罩、可程式化鏡面陣列及可程式化lcd面板。於 微影術[光罩是為吾人所熟知的，且其包括諸如二進位 交互相移與衰減相移的光罩類型以及各種混合光罩類型。 可程式化鏡面陣列之實例採用小鏡面之矩陣配置，可將每 一鏡面可個別地傾斜以將入射輻射光束反射於不同方向； 以此方式’將反射光束圖案化。於圖案化構件的每一實例 中，支持結構可為-框架或台，例如，其視需要可為固定 的或可移動的，且其可確保該圖案化構件（例如）相對於投影 92786-971231.doc 12 1309753 系統處於所要位置。本文術語"主光罩"或，，光罩"之任何使用 可認為是與更一般的術語"圖案化元件"同義。 應將本文所使用之術語”投影系統，，廣泛地理解為涵蓋投 影系統之各種類型，包括折射光學系統、反射光學系統及 反射折射此合光學系統，其適合於（例如）在使用之曝光輻 射，或適合於其它諸如浸液之使用或真空之使用的因素。 本文術語"透鏡"之任何使用可認為是與更一般的術語"投 影系統"同義。 照明系統亦可涵蓋光學部件的各種類型’包括用於導 引、定形或控制輻射光束之折射、反射及反射折射混合部 件’且該等部件亦可在下文總體地或單獨地稱為”透鏡"。 投影裝置可為一具有兩個（雙級）或兩個以上基板台（及/ 或二或多個光罩台)之類型。於此等"多級，，機器中，可口並行 地使用額外台，或可在一或多個臺上進行預備步驟，同時 將一或多個其它台用於曝光。 微影裝置亦可為此-類型：其中，基板浸人具有相對高 之折射率的液體(例如水)中，以便填充投影系統之最後組： 與該基板之間的空間。浸液亦可施加於投影裝置之其它空 間，例如，可施加於光罩與投影系統之第一元件之間二 間。浸沒技術在用於增加投影系統之數值孔徑之技術中: 為吾人所熟知的。 疋 【實施方式】 實施例1 之特定實施例的微影裝 圖1示意性地描繪了根據本發明 92786^97123 l.doc -13-

I 1309753 置，該裝置包含： -一照明系統（照明器）IL，其用於提供輻射（例如UV或EUV 輻射）投影光束PB ; •一第一支持結構（例如，光罩台）MT，其用於支持圖案化 元件（例如’光罩）MA且連接至用於相對於物件（item)pL精 確地定位該圖案化構件之第一定位構件PM ; -一基板台（例如，晶圓臺）WT，其用於固定一基板（例如 由抗I虫劑塗覆之晶圓）w且連接至用於相對於物件PL精確 地定位該基板之第二定位構件PW ;及 -一投影系統（例如反射投影透鏡）PL，其用於使給予投影 光束PB之圖案藉由圖案化構件MA成像於基板w之目標部 分C(例如，包含一或多個晶粒）上。 如本文所描繪’該裝置為一反射類型（例如，採用如上述 類型之反射光罩或可程式化鏡面陣列）。或者，該裝置可為 一透射類型（例如，採用一透射光罩）。 照明器IL接收到來自一輻射源S0的輻射光束。舉例而 σ ’ 4 e亥源為電毁放電源時’該源及微影裝置可為獨立實 體。於此情況下’並不認為該源形成微影裝置的一部分， 且借助於一包含（例如）適當聚光鏡及/或光普純度濾光器之 輻射集光器，輻射通常自源so穿至照明器IL。於其它情況 下’舉例而言，當該源為汞燈時’該源可為該裝置的整體 部分。可將源SO及照明器IL稱作輻射系統。 照明器IL可包含用於調整光束之角強度分佈的調整構 件。通常，可調整照明器之瞳孔平面中之強度分佈的至少 92786-971231.doc . 14. 1309753 ,, I « 外部徑向範圍及/或内部徑向範圍（通常分別稱為心外部及 σ-内部）。照明器提供一稱為投影光束pB的調節輻射光束， 於其載面上具有所要的均一性及強度分佈。 投影光束PB入射至固定於光罩台河丁上之光罩河八上。藉 由光罩MA反射，投影光束PB穿過透鏡口^，該透鏡1^將光 束聚集至基板W之目標部分c上。借助於第二定位構件1>賈 及位置感應器IF2(例如，干涉元件），可精確地移動基板台 wt，（例如）以便將不同的目標部分c定位於光束pB之路徑 中。類似地，例如，在自光罩庫進行機械檢索之後或在掃| 描期間，第一定位構件PM及位置感應器IF1可用於相對於 光束PB之路徑精確地定位光罩]^八。通常，藉由形成定位構 件PM及PW之一部分的長衝程模組（粗定位）及短衝程模組 (精定位），將實現載物台MT及WT之移動。然而，在步進器 的情況下（與掃描器相反），光罩台MT可僅連接至短衝程致 動器’或可為固定的。光罩MA及基板W可藉由使用光罩對 準標記Ml、M2及基板對準標記pi、P2而對準。 所描述之裝置可用於以下之較佳模式中： ® 1.在步進模式中，光罩台MT及基板台WT基本上保持靜 止’而將給予光束之整個圖案一次性投影至目標部分C上 (意即單一靜態曝光）。接著，將基板台WT在X及/或Y方向 上進行移位’使得不同的目標部分c可受到曝光。在步進模 式中’曝光領域之最大尺寸限定了於單一靜態曝光下所成 像之目標部分c的尺寸。 2·在掃描模式中，同步地掃描光罩台MT及基板台WT，同 92786-971231.doc -15- 1309753 時將給予投影光束之圖案投影至目標部分c上（意即單一動 態嗓光）。基板台wt相對於光罩台MT之速率及方向由投影 系統PL之影像反轉特徵及（縮小率）放大率判定。在掃描模 式十，曝光領域之最大尺寸限定了單一動態曝光十之目標 口P刀的寬度（在非掃描方向上），而掃描運動的長度判定了目 標部分的高度（在掃描方向上）。 3.在另一模式中，光罩台肘丁基本上保持靜止固定可程式 化圖案化7C件，且當將給予投影光束之圖案投影至目標部 刀c上時，移動或掃描基板台WT。在此模式中，通常採用 脈衝賴射源，並視需要在基板台资的每次移動之後或在掃 描期間接連的輻射脈衝之間’更新可程式化圖案化元件。 此操作模式可容易地應用於利用可程式化圖案化構件（諸 如上述類型的可程式化鏡面陣列）之無光罩微影術。 亦可採用對上述使用模式之組合及/或變化或完全不同的 使用模式。 圖2及圖3分別展示了具有放大率_職+Μ(Μ<ι)之投影系 統之傾斜恒定點的位置’且其中心基板與圖案化構件^ 量測系統牢固地附著至參考框架上並量測該基板與該圖案 化元件分別相對於投影系統底部與投影系統頂部之位置了 投影系統繞傾斜恒定點之旋轉並不會導致影像平移。相對 於該傾斜恒定點之平移並不會導致影像位移。可將繞一遠 離傾斜恒定點之點的旋轉分解為一繞傾斜恒定點之旋轉及 一平移，其接著可被抵償。M(例如）可為1/4。如圖2所示， 關於反向放大率（有時稱為負放大率），傾斜恒dp位於投 92786-97I231.doc 16 1309753 影系統PL内，並藉由將參考光束於基板及光罩台之上及之 下定位適當的距離H_WS及H—RS，可使一用於量測基板及 光罩台相對於投影系統PL之位置的基於干涉儀之系統自動 地考慮投影系統之某些剛性體運動。然而，如圖3所示，對 於非反向系統（正放大率），傾斜恒定點位於基板平臺之下， 且因而不能使用相同的配置，除非可將參考光束導引向光 罩臺上方或基板台下方之投影系統，意即投影系統之部分 必須延伸至光罩及基板台的上方或下方，其為不現實的。 此亦可應用於反向、非反向或於一方向上反向而於另一方% 向上非反向之系統’其中圖案化元件或基板量測系統附著 至投影透鏡之末端。因此，有必要分別量測投影透鏡的位 置及/或位移並計算任何移動對影像定位的影響，接著，可 於曝光期間在控制光罩及基板台位置時對其進行考慮。下 文參看圖4描述了實現此目標之感應器配置1〇。 〜 參考框架及4測系統之其它配置可具有其它傾斜恒定 點。舉例而言’若投影系統並非牢固地麵接至—承载兩個 量測系統之參考框架―一用於量測基板或圖案化元件相對馨 於框架之位置的量測系統及一用於量測投影系統相對於框 架之位置的量測系統’則將於影像或物體領域之中心存在 -傾斜恒定點。藉由三個量測系統可界定兩個恒定點。 應注意，投影系統PL及其框架（其可於下文被稱為投影光 學箱（projection optics box))並非牢固地連接至參考框架 上。而是存在-具有（例如）約3〇 Hz之頻率且（例如）允許約 H)〇 nm之位移的順從連接。接著，自載物台Μ、·及投 92786-971231.doc 1309753 影系統PL之位置的參考框架採取量測。 在此實施例中’相對於在投影系統PL之光軸與其焦平面 之相交處具有原點之迪卡爾（XYZ)座標系來量測基板台WT 及投影系統PL底部的位置。於圖4中展示了較低恒定點& 為帶環的。如該圖所示，於平移方向X、γ及Z且於繞Z-Rz 之旋轉中，藉由安裝於感應器區塊u、12及13且具有量測 轴Sx、Sy、Szl、SzZ及sRz之感應器來量測基板平臺之位置及 定向。因為配置一穿過原點之2量測軸並不方便，所以使用 兩個Z量測感應器。感應器區塊11、12及13為參考框架RF 之尤其穩定的部分。舉例而言，該等感應器區塊可由參考 框架中之諸如 Zerodur ™、ULETM、clearCeramTM、鎳鋼或 其類似物之低CTE材料的嵌入物形成。若施加主動式穩定 性（溫度控制），則亦可使用其它諸如不銹鋼、鋁之構造材 料。若參考框架之熱時間常數大致上長於物體至影像移位 之校準間的時間，或若藉由使用一前饋模式來預測熱感應 的移位，則亦可使用其它材料。 同時，相對於在投影系統之光軸上及在標稱物體平面中 八有原點之迪卡爾座標系來量測光罩台MT及投影系統pl 頂部之位置。藉由使用具有量測軸Mx、My、Mz，及Mz2之感 μ器以與基板台WT位置之量測相似的方式來量測光罩台 MT的位置。例如下文所述，藉由將兩個Y量測相組合或藉 由角編碼器，可提供光罩台繞Z轴（MRz)之旋轉。 ;才又'^系統之底部，提供一組感應器10以量測投影系統 4對於較低恒定點ip 1的位置。該等感應器具有六個量測 92786-971231.doc -18- 1309753 轴1^至1^，其被成對地分組為：L)/L4、“几5、^几6。每對 量測軸中之一量測軸LlL2L3穿過較低原點ipi，同時便利 地，每對中之另一量測轴大體上正交。由此可組合 來自该等感應器之訊號以判定投影系統卩匕的底部端相對於 較低恒定點iPl的位置。該等感應器可包含安裝於參考框架 RF上位置相隔約120。之三個二維（或三對一維）編碼器。 _ 於投影系統PL之頂部，提供一相似配置，其中感應器具 有S測軸1^至Lu。再一次，將該等量測軸進行配對，其中 每對中之一量測軸穿過較高恒定點ip2(圖4中帶環的），且每| 對中之另一量測軸大體上與每對中之第一量測轴正交。 很明顯’上述系統具有相當多的可減少之量測冗餘度。 實施例2 於與第一實施例相同（除如下文所述之外）的本發明之第 二實施例中，使用了單一參考框架。 圖5展示了於投影系統pL底部處的配置__其具有安裝於 感應器區塊21、22、23上的感應器配置20，其與第一實施 例中基本上相同。然而’無感應器安裝於投影系統pL頂部，® 而是藉由使用安裝於投影透鏡上之干涉儀（未圖示）來量測 光罩台的位置。該配置減少了冗餘感應器的數量，但是量 測精確性依賴於穿過光罩水平（mask levei)與基板水平之間 的參考框架之相對長的路徑。因而，必須進一步降低該參 考框架之熱漂移及動態移動。 實施例3 於可與本發明之第一實施例相同（除下文所述之外）的本 92786-97l231.doc -19· 1309753 發明之第三實施例中，將用於量測投影系統位置的感應器 相對於對應的基板台位置感應器進行牢固地且熱穩定地安 裝。 。 如圖6所示，藉由具有以與實施例丨中相同之方式而配置 之里測軸Sx、Sy、Szi、Sz2及Srz的感應器來量測於X ' γ、z 及Rz上的基板台位置。 藉由亦如圖6所示之具有量測軸L!至L4的感應器來量測 投影系統PL於相同的四個自由度之位置及定向。藉由安裝 於量測區塊32上之感應器來量測軸L〗，用於量測基板台於γ 方向之位移的感應器安裝至該量測區塊32，且其主要量測 投影系統P L於Y方向之位移。量測軸L〗必要地向γ方向傾 斜’且因此量測將包含某些對Z位移的依賴性，其藉由參考 對軸L2及L3之量測而被減去。同樣，對量測軸。及“進行 量測的感應器--其主要量測X及Z方向之位移―安裝於感應 器區塊31及33上’用於量測基板台之X及Z位移的感應器亦 安裝至該等感應器區塊3 1及33。量測軸L4為投影透鏡繞z轴 之旋轉角的直接量測’且藉由一安裝於感應器區塊32的感 應器對其進行量測，用於基板台之Rz移動的感應器亦連接 至該感應器區塊32。下文描述了適合於進行此量測的角編 碼器。 關於該配置中之感應器，用於投影系統位置之感應器安 裝於投影系統底部處的平面中，且其接近於基板台位置感 應器之平面。可使用具有在1〇3至104範圍内之活動範圍與解 析度之比率的感應器，意味著可使用多種類型的感應器， 92786-971231.doc -20- 1309753 例如干涉儀或編碼器（線性或2D)。 統相對於參考框架於給定 則可忽略該方向之量測。 應瞭解，若可假定投影透鏡系 方向（例如RX，Ry)之移動足夠小， 實施例4 與第三實施例相同（除下文所述之外）的本發明之第四實 施例使用用於量測投影系統凡之位置及/或位移之修改的 感應器配置。圖7中展示了該不同的配置4〇。 在本發明之第四實施例中，量測軸一與一與第三實施例 中的相同H用於量測軸L2之感應器而是安裝於感應 器區塊42上用於基板平臺之Y感應器附著至該感應器區塊 42，與用於量測軸川之感應器相間隔。量測軸^及^藉此 提供投影系統之Y及Z位置的量測。用於量測軸。之感應器 安裝於承載用於基板台之X感應器的感應器區塊41上，且為 校正Z位移，提供關於投影系統於χ之移動的資訊。因此， 將用於量測兩個線性自由度丫及z之感應器組合於一單一 感應器區塊上，使得無投影系統感應器需要被定位於承載 用於基板台之第二Z感應器的感應器區塊43上。以此方式允 許感應器之更緊湊的配置及額外設計自由。該配置亦對於 參考框架之熱漂移及動態較不敏感。 實施例5 可與第三實施例相同（除下文所述之外）的本發明之第五 實施例忽略某些量測且可用於對應移動之處，因而可期待 投影系統變小。 如圖8所示，感應器系統5〇包含與第三實施例相同之基板 92786-971231.doc 21 1309753 台位置感應器。用於投影系統之位置感應器安裝於感應器 區塊5 1、52上，對應的基板台感應器安裝於該等感應器區 塊5 1、52，但其藉由分別使用量測軸乙2 ' L】及L3僅量測投 影系統之X、Y及Rz移動。未進行投影系統之Rx、以及z位 置之量測，且因此該實施例僅用於當可假定該等方向之移 動為足夠小時。 實施例6 本發明之第六實施例基於第五實施例，但此外量測投影 透鏡之Rx及Ry位置。 可自圖9中看出，第六實施例與第五實施例相同，除了感 應器系統60此外包含量測軸Ls、Le，其量測位於z上與軸 L!、La間隔之位置處之投影系統的又及γ移動，且因而可用 於導出投影系統於Rx及Ry之移動的量測。將各自感應器分 別安裝於感應器區塊61、62之剛性延伸部64、65上。藉由 提供導引向附著於投影透鏡任—側之鏡面的兩個量測 與s,2’可包括z透鏡量測，如圖u及圖12所示。 實施例7 與第三實施例相同（除下文所述之外）的本發明之第七實 施例使用用於投影系統量測之另一替代感應器配置7〇，如 圖10所示。 在第七實施例中，干诛禮田# θ、I t 卞y儀用於夏測投影系統PL之平移 由度°量測軸1^及[2向χγι , 2ΠΑΥ十面傾斜，且藉由將光束分別 感應器區塊72與71導引至患抵 守W主女裝於參考框架之延伸部（未 示）之鏡面上的干涉儀對其進行量測。感應器區塊72亦承 92786-971231.doc •22· 1309753 將干涉儀光束導引至關於投影系統中心對稱的兩個對稱位 置之部件，以進行投影系統之z位置的差動量測。 實施例8 可與第一實施例相同（除下文所述之外）的本發明之第八 實施例採用一用於校正基板與於X之投影系統之量測的軸 之間的阿貝臂（Abb0 arm)之感應器系統80。在此實施例中， 自參考框架至投影透鏡及基板台來量測X、Y、rz及Rx，同 時直接於投影透鏡與台之間量測Z及Ry。 圖11展示了感應器系統80 ’且該感應器系統8〇採用一基 板平臺位置量測系統，其與第一實施例中的相同。 投影系統量測系統具有分別用於Y及X之量測軸Li與L2 及用於Rx與RZ之軸L3及L4。 藉由安裝於感應器區塊82上之感應器來量測軸Li、^及 L4，該感應器區塊82亦安裝有用於量測基板台¥及Rz位置 --Sy及SRzi感應器。該等感應器包含具有被導引向一安裝 於投影系統PL上之鏡面之光束的干涉儀。為佈局之方便起 見’該鏡面可延伸至投影系統PL底部以下。用於Rx&以之 干涉儀涉及兩束光束，每束（以開頭式箭頭指示）導引至於與 其量測旋轉所繞之軸正交之方向間隔開之位置處的鏡面。 藉由女裝於感應器區塊81上之干涉儀來量測軸l2，該 感應器區塊81亦安裝有用於基板台量測轴Sxi、Sx2之感應 益，其量測基板平臺之Ry。該干涉儀便利地將其光束導引 向用於基板台z量測之水平鏡面85、86中的一個。兩個z軸 相對於技景> 光學箱量測基板平臺之。鏡面85、％固定於 92786-971231.doc 23· 1309753 投影光學箱，同時感應器區塊81、82及83固定於參考框架 上。 為校正阿貝臂，使用了投影光學箱繞γ軸之已知旋轉 Ry_POB。於X上之改變由Ry_P〇B與阿貝臂之乘積，意即於 Z上自量測軸“至影像領域中心之距離給定。 該配置中之所有干涉儀區域為正交的，簡化了位置資訊 之計算且避免了自由度間的串擾。 實施例9 本發明之第九實施例類似於第四實施例，但用於基板台z 量測之參考鏡面安裝於投影系統PL。 圖12中展示了感應器配置9〇。對於基板台位置量測，用 於量測軸Sx&Szl之感應器附著至感應器區塊91，用於量測 軸SRz& Sy之感應器附著至感應器區塊92，且用於量測軸Sz2 之感應器附著至感應器區塊93。用於投影系統量測軸Li、 La及L4之感應器附著至感應器區塊92，且用於幻之感應器 附者至感應器區塊91。感應器區塊91、92及93固定至參考 框架上，同時鏡面94、95固定於投影光學箱。 角編瑪器 圖1 3展示了可用於上述實施例中與微影術及其它技術領 域中之其它應用中的角編碼器。 s亥編碼器包含一光學模組1 〇〇及一目標丨〇 1，其安裝於相 對角位置待量測的兩個部分上。應注意，編碼器量測相對 角的改變，為絕對角之量測，需要一校準。舉例而言，目 標101可安裝至投影系統上且光學模組1〇〇可安裝至參考框 92786-971231.doc -24- 1309753 架上’或反之亦然。於此實施例令，目標1〇1為一格柵：_ 自後面被照明的透射袼柵或一自前面被照明的反射格柵。 來自格柵之光進入光學模組100，其中藉由一第一光束分裂 器102將其分開以沿兩個光學路徑行進。第一路徑上之光直 接傳至將來自兩個路徑之光束重新組合的第二光束分裂器 1〇3。第二光學路徑由第三光束分裂器ι〇4折疊並在藉由第 一光束分裂器103與第一光學路徑重新組合之前穿過稜鏡 。稜鏡1〇5之截面為五邊形，且被配置成使得沿第二光 子路彳二之光束於該稜鏡中經歷兩次内部反射並穿過其 身。 、 自圖中可見，藉由將代表在格柵1 〇 1位於由實線所指示之 位置時之情形的實射線迹線與指示在格柵位於由虛線 所扣示之位置時之情形的虛射線迹線進行比較，第一及第 一光學路徑對於目標101與光學模組100之間相對角的移動 (傾斜)具有相對敏感性。因而，當藉由合適光學器件(未圖 不）將來自兩個路徑之光束聚集至目標之影像時，自該等兩 個路徑導出之目標的影像將於相反方向移動。Mow圖案形 成於重疊影像中，且可容易對該Μαίι>έ圖案進行偵測以量測 傾斜及目標與光學模組之間傾斜的改變。 投影系統Ζ運動之量測 圖14展示了用於量測投影系統之光軸之ζ位置的配置。其 :用於上述本發明之任何實施例中。將輸入/輸出光束2〇1 =應至一平面鏡，具有内部後視鏡之雙光束干涉儀202。將 量測光束沿量測光束路徑2〇9導引，其中稜鏡203將該光束 92786-971231.doc •25· 1309753 以九十度導引至安裝於投影透鏡上之隅角稜鏡2〇4，並亦將 返回之光束導引回至量測路徑2〇9上。彎曲鏡205將光束以 九十度導引至一 1/4波片207並接著至安裝於投影透鏡上的 反射鏡208。隅角稜鏡204及反射鏡208均安裝於與由點劃線 所指示之光軸相距距離卜干涉儀2〇2、稜鏡2〇3及彎曲鏡2〇5 均女裝於一連接至參考框架RF的子框架sf上。 雖然上文已描述了本發明之特定實施例，但是應瞭解， 可將本發明實施為不同於如所描述之實施。舉例而言，亦 可將所描述之用於量測基板台之位置及/或位移的各種感 應器配置施加有合適修改以用於量測光罩台之位置及/或 位移。該描述内容並不意欲限制本發明。 【圖式簡單說明】 圖1描繪了根據本發明之第1實施例的微影投影裝置； 圖2及圖3為分別展示具有放大率_厘及之投影系統之 恒定點的圖； 圖4為指示本發明之第1實施例中感應器之量測軸的圖； 圖5為指示本發明之第2實施例中感應器之量測軸的圖； 圖ό為指示本發明之第3實施例中感應器之量測軸的圖； 圖7為指示本發明之第4實施例中感應器之量測軸的圖； 圖8為指示本發明之第5實施例中感應器之量測軸的圖； 圖9為指示本發明之第6實施例中感應器之量測軸的圖； 圖1 0為指示本發明之第7實施例中感應器之量測軸的圖； 圖11為指示本發明之第8實施例中感應器之量測軸的圖； 圖12為指示本發明之第9實施例中感應器之量測轴的圖； 92786-971231.do, -26- 1309753 圖13為根據本發明之角編竭器的圖，·及 圖14為用於量測根據本發 之配置的圖 京糸統之光軸之Z位置 於諸圖中，對應的參考符號指示對應的部分。 【主要元件符號說明】 IL 照明系統/照明器 MT 第一支持結構/光罩台 MA 圖案化元件/光罩 PM 第一定位構件 PW 第二定位構件 PL 物件/透鏡/投影系統 WT 基板台/晶圓臺 W 基板 PB 投影光束 C 目標部分 SO 輻射源 IF1 位置感應器 IF2 位置感應器 Ml，M2 光罩對準標記 PI，P2 基板對準標記 ip 傾斜恒定點 ip2 較高恒定點 ipi 較低恒定點 RF 參考框架 92786-971231.doc -27· 1309753 SF 子框架 Mx > m3 / 5 Mzl > Mz2 量測轴 Sx ，sy ’ Szi ’ SZ2 ’ Srz 量測軸 Sxl ，Sx 2 量測軸 L,- L6， L7-L12 量測軸 10 感應器 配 置 11 ，12 ，13 感應器 區 塊 20 感應器 配 置 21 ，22 ，23 感應器 區 塊 31 ，33 感應器 區 塊 32 量測區 塊 40 感應器 配 置 41 ，42 > 43 感應器 區 塊 50 感應器 系 統 51 ，52 感應器 塊 60 感應器 系 統 61 ，62 感應器 區 塊 64 ，65 延伸部 70 感應器 配 置 71 ，72 感應器 區 塊 80 感應器 系 統 81 ，82 ，83 感應器 區 塊 85 ，86 水平鏡 面 90 感應器 配 置 92786-971231.doc -28- 1309753 91 > 92，93 感應器區塊 94， 95 鏡面 100 光學模組 101 目標 102 第一光束分裂器 103 第二光束分裂器 104 第三光束分裂器 105 棱鏡 201 輸入/輸出光束 202 雙光束干涉儀 203 稜鏡 204 隅角稜鏡 205 彎曲鏡 207 1/4 波片 208 反射鏡 209 量測光束路徑 92786-971231.doc -29-

Claims (1)

1309753 、申請專利範圍： 1. 一種微影投影裝置，其包含·· --用於提供—輻射投影光束之輻射系統； 一用於支持一圖案化元件夕± & 用;φ 支持結構，該圖案化元件 根據一所要圖案對該投影光束進行圖案化； -一用於固定一基板之基板台； -一用於將該圖案化光束投影 之投影系統； 4基板之-目標部分上 -一參考框架；及 --第-量測系統，其經組態以量測該基板台相對於該 參考框架之位置及位移之至少一者，該量測系統包括安 裝於該參考框架上且具有各自量測軸之複數個第一感應 益。其特徵在於·· -一第二量測系統，其經組態以量測該投影系統相對於 該參考框架之位置及位移之至少一者，該量測系統包括 女裝於該參考框条上且具有各自量測轴之複數個第二感 應器， -其中該第二量測系統中之至少—感應器具有一穿過該 投影系統之一恒定點的量測軸，且該第二量測系統包含 三個線性感應器，該等線性感應器經組態以沿著通過該 恒定點的該量測軸進行測量。 2.如請求項1之微影投影裝置，其中該投影系統為非反向 的。 92786-97I23I.doc 1309753 3·如π求項1之微影投影裝置，其中該等三個線性感應器中 ,__ 宽 A 11 丁 一及一第二感應器牢固地安裝於位置間隔分離處 的相同安裝臺上。 吟 士叫求項1之微影投影裝置，其中該等三個線性感應器為 線性編碼器。 β 5. 6. 如请求項1之微影投影裝置，其中該第二量測系統進一步 包3用於進行—直接角量測之感應器。 如叫求項1之微影投影裝置，其中該第二量測系統進一步 包含三個另外感應器，每一感應器均具有一大體上與該 等一個線性感應器之一各自感應器的量測軸正交的量測 軸，以便形成一經組態以量測六個自由度之量測系統。 如》月求項1之微影投影裝置，其中該第二量測系統中之至 匕-感應器具有一對應於該第一量測系統之一量測軸的 篁測軸，且其相對於該第一量測系统之對應感應器而牢 固地安裝。 8.如。月求項7之微影投影裝置，其中^㈣三_㈣#自 Υ及2之5亥第二量測系統的該等感應器穩定地連 接至其各自於該第一量測系統中之對應感應器上。 9如明求項8之微影投影裝置，其中將相對於該第一量測系 、、’先中之對應感應器而穩定安裝之該第二量測系統的該等 感應器安裝於與其對應感應器之材料區塊相同的材料區 塊上。 10·如請求項9之微影投影裝置， 脹係數之材料。 其中該材料為一具有低熱膨 92786-971231.doc 1309753 * , 11. 如咕求項8之微影投影裝置，其中將相對於該第一量測系 、中之对應感應器而穩定安裝之該第二量測系統的該等 感應器安裝至一具有主動式溫度穩定性之子框架上。 12. 如請求項7之微影投影裝置，其中該第二量測系統包含： 一感應器，其經組態以主要於γ方向量測且牢固地安裝至 於該Y方向量測該基板台位置之該第一量測系統之一感 應器上，兩個感應器，其經組態以主要於父及z方向量測 且牢固地連接至於該X及該z方向量測之該第一量測系統 之感應器上。 13. 如請求項7之微影投影裝置，其中該第二量測系統包含： 一感應器，其經組態以主要於該又方向量測且牢固地安裝 至於該X方向量測該基板台位置之該第—量測系統之一 感應器上；兩個感應器，其經組態以主要於該γ及該冗方 向量測且牢固地連接至於該γ方向量測之該第一量測系 統之一感應器上。 14. 如請求項7之微影投影裝置，其中該第二量測系統包含： 一第一干涉儀，其經組態以主要於該Υ方向量測且牢固地 安裝至於該Υ方向量測該基板台位置之該第一量測系統 之一感應器Ji ; 一第二干涉i，其經組態以主要於該乂方 向量測且牢固地連接至於該X方向量測之該帛—量測系 統之-感應器上；及-第三干涉儀’其經纽態以純粹於 該Z方向量測且牢固地安裝至於該Y方向量測之該第一量 測系統之該感應器上。 15. 如請求項丨之微影投影裝置，其中該第二量測系統包含_ 92786-971231.doc 1309753 一角編碼器，該角編碼器包含： 一目標； —光學模組’其包含：-用於將光自該目標導 -及第二光學路徑中之第一光束分裂器；—位於 學路徑之至少一光學路徑中的一第一异與 九學組件，藉㈣ 4路徑中之一路徑相對於該等光學路 T <另一光學路 徑對於傾斜具有相對敏感性；及一第二風 布一庀予組件，用於 將來自該第-與該第二光學路徑之光重新組合並對該目 標之兩個重疊影像進行投影的構件； •藉以，該目標與Μ學模組之相對旋轉導致該等兩個 重疊影像相對移動。 16. 17. 18. 如請求項15之微影投影裝置，盆由兮楚 u 其中该第二光學組件係為 一光束分裂器。 如請求項1之微影投影裝置，装中 其中4投影系統係為反向 的。 -種元件製造方法’其包含以下步驟： •使用-輕射系統在，射敏感材料之一目標位置上 投影-圖案化投影光束，該層輻射敏感材料至少部分地 覆蓋一基板； -使用一第一量測系統來量 夏/別該基板台相對於一參考框 架的位置及位移之至少一去 > 者’該第一量測系統包括安裝 於該參考框架上且具有各 #自ϊ測軸之複數個第一感應 為， -使用一第二量測系統來蕃 水里剛該投影系統相對於一參考 92786-971231.doc -4. 1309753 框架的位置及位移之至少一者，該第二量測系統包括安 裝於該參考框架上且具有各自量測軸之複數個第二感應 器； •其中該第二量測系統之至少一感應器具有一量測轴， 該量測軸通過該投影系統之一恒定點且其相對應於該第 里測系統之該對應感應器而牢固地安裝，且其中該第 二量測系統包含三個線性感應器，該等線性感應器經組 態以沿著通過該恒定點的該量測軸進行測量。 19. 一種角編碼器，其包含： 一目標； 不一庀宇模 .....U 1=1 场曰標導 及第二光學路徑之第-光束分裂器；-位於 :先：路徑之至少-光學路徑中的光學組件，藉以 路從中之-路徑相對於該等光學路徑十之二 路徑對於傾斜具有相對敏感性；及 一光 --第-二光學模組，其經組態 二光學路护之异舌鉍,人 目6亥第—與該 甲峪仫之光重新組合且對該目 進行投影的構件； 、之兩個重疊影1 •藉以，該目標與該光學模組之相 重疊影像相對移動，其中該目標包導致该等兩4 爪如請求項19之角編碼器 格柵。 束分裂器。 ，、中4第-光學組件係為1 21.如明求項19之角編竭器其令該第—光〜 有五邊形戴面之耪 予、，且件包含一且 戰囱之稜鏡，藉以沿該第二 - 叱學路徑行進的光 927S6-97123I.doc 1309753 於該稜鏡中經歷兩次内部反射並穿過其本身。 92786-971231.doc -6-