TWI424283B - 微影裝置及用於校正一微影裝置載物台之位置之方法 - Google Patents

微影裝置及用於校正一微影裝置載物台之位置之方法 Download PDF

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Der Schoot Harmen Klaas Van
Der Wijst Marc Wilhelmus Maria Van
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Description

微影裝置及用於校正一微影裝置載物台之位置之方法
本發明係關於一種微影裝置，及一種用於校正一微影裝置之一載物台相對於一參考結構之一位置的方法。
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)的機器。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)之製造中。在此情況下，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之個別層上的電路圖案。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圖案化之鄰近目標部分的網路。習知微影裝置包括：所謂的步進器，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；及所謂的掃描器，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。
通常，微影裝置包括經組態以固持物件(例如，基板或圖案化器件)之載物台，該載物台可相對於參考結構移動。載物台之定位係使用以下各者而進行：位置量測系統，該位置量測系統用以量測在量測方向上載物台相對於參考結構之位置；致動器系統，該致動器系統用以相對於參考結構移動載物台；及控制系統或控制器，該控制系統或控制器基於位置量測系統之輸出而將驅動信號提供至致動器系統。
需要出於疊對起見而在物件平面中之一方向上(亦即，垂直於被賦予至物件之輻射光束)定位載物台。疊對為層相對於先前已形成之層被印刷之準確度，且為良率(亦即，經正確製造之器件的百分比)之重要因素。
需要出於圖案(例如)至基板上之聚焦起見而在物件平面外之一方向上(亦即，平行於被賦予至物件之輻射光束)定位載物台，且需要判定基板上之圖案的汙損量。
已發現，在一或多個方向上之定位準確度可能不會令人滿意，特別為可能不會滿足微影中之未來需求。
需要提供一種改良型微影裝置，特別為一種具有其載物台之改良型定位準確度的微影裝置。
根據本發明之一實施例，提供一種微影裝置，該微影裝置包括：一參考結構；一載物台，該載物台用以固持一物件，該載物台可在一運動範圍內相對於該參考結構移動；一磁體結構，該磁體結構用以在該運動範圍之至少一部分內提供一空間變化磁場，該磁體結構可相對於該參考結構及該載物台移動；一第一位置量測系統，該第一位置量測系統用以提供對應於在一量測方向上該載物台及/或該物件相對於該參考結構之一位置的一第一量測信號；一第二位置量測系統，該第二位置量測系統用以提供對應於該載物台相對於該磁體結構之一位置的一第二量測信號；及一資料處理器件，該資料處理器件經組態以藉由取決於該第二量測信號之一值來校正該第一量測信號，以提供表示在該量測方向上該載物台及/或該物件相對於該參考結構之該位置的一經校正第一量測信號。
根據本發明之另一實施例，提供一種用於校正在一量測方向上一載物台及/或藉由該載物台固持之一物件相對於一參考結構之一位置量測的方法，其中該載物台可在一空間變化磁場中移動，該空間變化磁場又可相對於該載物台及該參考結構移動，該方法包括：提供對應於在該量測方向上該載物台及/或該物件相對於該參考結構之一位置的一第一量測信號；提供對應於該載物台相對於該磁場之一位置的一第二量測信號；藉由取決於該第二量測信號之一值來校正該第一量測信號，以提供表示在該量測方向上該載物台及/或該物件相對於該參考結構之該位置的一經校正第一量測信號。
現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分。
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輻射或任何其他適當輻射)；圖案化器件支撐件光罩載物台(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特定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特定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、塑形或控制輻射的各種類型之光學組件，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。
圖案化器件支撐件或光罩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。圖案化器件支撐件或光罩載物台可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術來固持圖案化器件。圖案化器件支撐件或光罩載物台可為(例如)框架或台，其可根據需要而為固定或可移動的。圖案化器件支撐件或光罩載物台可確保圖案化器件(例如)相對於投影系統處於所要位置。可認為本文中對術語「比例光罩」或「光罩」之任何使用均與更通用之術語「圖案化器件」同義。
本文中所使用之術語「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產生圖案的任何器件。應注意，例如，若被賦予至輻射光束之圖案包括相移特徵或所謂的輔助特徵，則圖案可能不會確切地對應於基板之目標部分中的所要圖案。通常，被賦予至輻射光束之圖案將對應於目標部分中所產生之器件(諸如積體電路)中的特定功能層。
圖案化器件可為透射或反射的。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。光罩在微影中係熟知的，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，該等小鏡面中之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。傾斜鏡面將圖案賦予於藉由鏡面矩陣反射之輻射光束中。
本文中所使用之術語「投影系統」應被廣泛地解釋為涵蓋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，其適合於所使用之曝光輻射，或適合於諸如浸沒液體之使用或真空之使用的其他因素。可認為本文中對術語「投影透鏡」之任何使用均與更通用之術語「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)。或者，裝置可為反射類型(例如，使用上文所提及之類型的可程式化鏡面陣列，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」(及/或兩個或兩個以上光罩台或「光罩支撐件」)的類型。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較高折射率之液體(例如，水)覆蓋，以便填充投影系統與基板之間的空間。亦可將浸沒液體施加至微影裝置中之其他空間，例如，光罩與投影系統之間的空間。浸沒技術可用以增加投影系統之數值孔徑。如本文中所使用之術語「浸沒」不意謂諸如基板之結構必須浸漬於液體中，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，輻射源與微影裝置可為分離實體。在此等情況下，不認為輻射源形成微影裝置之部分，且輻射光束係憑藉包括(例如)適當引導鏡面及/或光束擴展器之光束傳送系統BD而自輻射源SO傳遞至照明器IL。在其他情況下，例如，當輻射源為水銀燈時，輻射源可為微影裝置之整體部分。輻射源SO及照明器IL連同光束傳送系統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的調整器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)。此外，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或光罩載物台(例如，光罩台)MT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。在橫穿圖案化器件(例如，光罩)MA後，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及以位置感測器IF之形式的第一位置量測系統(例如，干涉量測器件、線性編碼器或電容性感測器)，基板台WT可準確地移動，例如，以使不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑中。類似地，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之路徑而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之部分的長衝程模組(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)MT之移動。在步進器(相對於掃描器)之情況下，圖案化器件支撐件(例如，光罩台)MT可僅連接至短衝程致動器，或可為固定的。類似地，可使用形成第二定位器PW之部分的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。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用專用目標部分，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)。類似地，在一個以上晶粒提供於圖案化器件(例如，光罩)MA上之情形中，圖案化器件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之至少一者中：
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(例如，光罩台)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的大小。
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(例如，光罩台)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(例如，光罩台)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的寬度(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(例如，光罩台)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掃描期間的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的可程式化鏡面陣列)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/或變化或完全不同的使用模式。
圖2以示意圖描繪圖1之微影裝置之部分。展示第二定位器件PW及基板台WT，第二定位器件PW及基板台WT一起形成載物台ST以固持基板。進一步展示基座BA，基座BA支撐參考結構RS及元件或磁體結構RE。參考結構RS相對於基座得以低頻支撐，如藉由彈簧K所指示。此情形限制經由基座進入參考結構之干擾(例如，支撐微影裝置之地面GR之振動)的量。應注意，參考結構RS亦可被支撐於地面GR上，而非藉由基座BA支撐。
藉由元件或磁體結構RE來支撐載物台ST。或者，亦可藉由基座BA來直接地支撐載物台。藉由第二定位器件PW之長衝程模組來定位載物台ST，該長衝程模組包括配置於第二定位器件PW上之線圈(圖中未繪示)及配置於元件或磁體結構RE上之永久磁體AM陣列，該等線圈與該等永久磁體合作以將力F提供至該載物台以移動及/或定位該載物台。應瞭解，磁體結構可包括其他類型之磁體，例如，非永久磁體。歸因於此組態，元件或磁體結構RE將磁場MF提供至載物台。在此實施例中，因為永久磁體陣列為用以定位載物台之致動系統之部分，所以在載物台之整個運動範圍內提供磁場。然而，本發明之一實施例亦係關於將磁場僅提供至載物台之運動範圍之部分的磁體結構。另外，永久磁體配置於第二定位器件PW上且線圈配置於元件或磁體結構RE上之相反組態亦屬於本發明之一實施例。
藉由元件或磁體結構RE提供之磁場MF將歸因於其性質而為空間變化磁場，使得載物台「經歷」(see)(亦即，經受)之磁場取決於該元件或磁體結構相對於該載物台之位置。磁場MF不僅可與第二定位器件中之線圈合作，而且可作用於載物台之其他組件(例如，包括鐵磁材料之組件)，從而導致載物台變形。因為磁場係空間變化的，所以變形亦將作為元件或磁體結構相對於載物台之位置之函數而變化。已發現，起因於藉由元件或磁體結構提供之磁場的此等變形對位置感測器IF之量測準確度有影響，位置感測器IF量測在量測方向X上載物台相對於參考結構之位置。將參看圖3來闡明此情形。
在圖3中，展示載物台ST之部分。亦展示位置感測器IF，位置感測器IF量測載物台ST相對於參考結構RS之位置。歸因於載物台ST與磁場MF之間的相互作用(見圖2)，載物台ST變形，如圖3所示。
位置感測器IF包括感測器頭SH，感測器頭SH將光或輻射光束發射至參考結構，該光或輻射光束自參考結構返回且係藉由適當偵測器偵測。在此實施例中，感測器頭SH配置於載物台ST上，且在載物台ST變形時將光或輻射光束MB1發射至參考結構RS。在虛線中，在載物台ST之未變形狀態下展示感測器SH。在該情況下，感測器頭發射光或輻射光束MB2。藉由比較光或輻射光束MB1與光或輻射光束MB2兩者，熟習此項技術者應瞭解，歸因於磁場的載物台ST之變形正影響位置感測器IF之位置量測。因為載物台ST之變形取決於空間變化的磁場，且因此，載物台ST之變形取決於載物台ST相對於磁場(亦即，元件或磁體結構RE)之位置，所以位置量測(亦即，位置感測器IF之量測信號)之不一致性亦取決於載物台ST相對於磁場之位置。意識到位置量測之不一致性與磁場相對於載物台ST之位置之間的此關係已導致本發明之一實施例。在此意識時刻以前，「變化」(varying)不一致性之原因係未知的。
在此實施例中，位置感測器IF量測載物台ST相對於參考結構RS之位置。然而，亦設想到，位置感測器IF量測藉由載物台ST固持之物件(例如，基板)之位置。舉例而言，出於疊對起見，位置感測器量測基板相對於經圖案化輻射光束之聚焦，或位置感測器量測基板相對於光罩(亦即，圖案化器件)之對準。因而，參考結構未必必須為如圖1所描繪之框架部分。事實上，參考結構可為允許位置感測器準確地判定載物台及/或藉由該載物台固持之物件相對於該結構或間接地相對於另一物件(例如，圖案化器件)之位置的任何種類之結構。
再次參看圖2，以長衝程模組之形式的致動系統或致動器已提供於元件或磁體結構RE與載物台ST之間。一益處為：其最小化施加至基座BA之力。在此實施例中，經由軸承BE而藉由基座BA來支撐元件或磁體結構RE，從而最小化元件或磁體結構RE與基座BA之間的摩擦。藉由載物台之長衝程模組的力F施加於第二定位器件PW與元件或磁體結構RE之間。結果，載物台將相對於基座(及參考結構)移動，且元件或磁體結構RE將在相反方向上移動。因為經由軸承BE而藉由基座BA來支撐元件或磁體結構RE，所以力F將不完全地且在一實施例中根本不傳輸至基座BA，使得起源於力F之干擾相對於該基座被吸收且因此不能經由該基座在參考結構中激發共振，或至少可減小該等共振之振幅。由於此組態，元件或磁體結構相對於載物台之位置且因此磁場相對於載物台之位置不僅取決於載物台相對於參考結構之位置，而且取決於其他參數，諸如元件或磁體結構RE與基座BA之間的摩擦，及載物台之先前移動/加速。當提供另一載物台(其具有提供於元件或磁體結構RE與該另一載物台之間的另外致動系統，例如，如在雙載物台概念中)時，此效應甚至更差。因而，元件或磁體結構RE相對於載物台之位置亦取決於該另一載物台相對於參考結構之位置。
微影裝置包括第二位置量測系統SM，第二位置量測系統SM量測載物台相對於元件或磁體結構RE之位置，藉此提供對應於載物台相對於元件或磁體結構RE之位置的第二量測信號O2。將此第二量測信號O2與位置感測器IF之第一量測信號O1一起提供至資料處理器件或資料處理器DPD，該第一量測信號又對應於載物台相對於參考結構之位置。
圖4以方塊示意圖展示圖2之資料處理器件或資料處理器DPD的示意性工作原理。將位置感測器IF之第一量測信號O1及第二位置量測系統SM之第二量測信號O2輸入至資料處理器件或資料處理器DPD。資料處理器件或資料處理器DPD包括校正單元或校正器CU，校正單元或校正器CU含有關於作為載物台與元件或磁體結構之間的相對位置之函數之不一致性的資訊，從而使該校正單元或校正器能夠將該相對位置轉換成值V，值V能夠藉由將此值加至第一量測信號O1而至少部分地補償該等不一致性，亦即，校正第一位置量測系統(亦即，位置感測器IF)之第一量測信號O1。資料處理器件或資料處理器DPD輸出表示在量測方向X上載物台相對於參考結構之位置的經校準(亦即，經校正)量測信號O1+V。
關於作為相對位置之函數之不一致性的在校正單元或校正器中所含有之資訊可用作查找表或用作連續或離散數學函數，其中可使用內插以獲得資訊。
位置感測器IF可為光學感測器，諸如干涉計或編碼器類型感測器。在後者之情況下，感測器可包括光柵及與光柵合作之感測器頭，其中光柵提供於參考結構及載物台中之一者上，且其中感測器頭提供於參考結構及載物台中之另一者上。在一實施例中，光柵提供於參考結構上，且感測器頭提供於載物台上。
在圖2中，第二位置量測系統SM可包括兩個感測器及一處理單元或處理器，該等感測器中之一者經配置成使得其輸出信號表示載物台相對於基座之位置，該基座因而擔當量測參考，且該等感測器中之另一者經配置成使得其輸出信號表示元件或磁體結構相對於基座之位置，且其中該處理單元或處理器經組態以組合兩個感測器之輸出以提供表示載物台相對於元件或磁體結構之位置的第二量測信號。在此情況下，基座擔當量測參考，但設想到，微影裝置之其他組件(例如，參考結構)亦可擔當量測參考。
可以若干方式獲得校正值V。在一實施例中，使載物台ST相對於參考結構保持靜止，使得在一理想情形中，位置感測器IF應恆定地量測同一位置。藉由改變元件或磁體結構相對於載物台之位置，磁場對載物台之影響亦改變，藉此改變載物台之變形。如關於圖3所示，載物台之變形可引入量測誤差。藉由針對元件或磁體結構相對於載物台之不同位置量測第一量測信號，可獲得作為相對位置之函數的量測誤差。自量測誤差，可導出校正值V。
磁場有可能展示週期性行為，例如，在規則永久磁體陣列之情況下。藉由在磁場之一個週期中判定量測誤差，可使用此週期性將量測誤差外插至整個磁場且因此將校正值V外插至整個磁場。
在一實施例中，在不同重疊範圍內判定量測誤差/不一致性，此後，組合該等重疊範圍之量測結果以獲得磁場之整個運動範圍或週期的量測結果。
在另一實施例中，藉由針對載物台與元件或磁體結構之間的兩個不同相對位置校準第一位置量測系統而獲得校正值V。舉例而言，可根據位置準確度觀點使用經不良調節之控制系統以恆定速度移動載物台且記錄第一位置量測系統之量測結果中之干擾而進行第一位置量測系統之校準。量測結果中之干擾係與第一位置量測系統自身相關且相對地恆定，且與載物台之變形相關。藉由以元件或磁體結構相對於載物台之經移位位置重複校準，可組合兩個量測結果以獲得起因於經移位位置之干擾，且可針對整個位置範圍提取校正值。在一實施例中，可使用更多經移位位置以更準確地判定作為相對位置之函數的校正值。在一實例中，使磁場在相對於參考結構之第一位置中保持靜止且因此使元件或磁體結構在相對於參考結構之第一位置中保持靜止，且隨後將載物台定位於不同位置處，此後，使元件或磁體結構在不同於第一位置之第二位置中相對於參考結構保持靜止，且針對不同位置重複量測。藉由比較第一位置之量測結果與第二位置之量測結果，可獲得校正值。
圖5以俯視圖示意性地描繪根據本發明之另一實施例的微影裝置之部分。展示基座BA，基座BA支撐元件或磁體結構RE，元件或磁體結構RE又支撐兩個載物台ST1、ST2，載物台ST1、ST2各自能夠固持一物件(圖中未繪示)，例如，基板或圖案化器件。
元件或磁體結構RE可相對於基座BA及載物台移動。元件或磁體結構RE之質量大於個別載物台之質量。事實上，元件或磁體結構RE之質量顯著地大於載物台及物件之組合質量。
致動系統(圖中未繪示)或致動器配置於每一載物台與元件或磁體結構RE之間以移動對應載物台，且藉此相對於參考結構(圖中未繪示)定位載物台。致動系統或致動器能夠在Y方向及X方向上定位物件。在一實施例中，元件或磁體結構RE相對於基座自由地移動，使得施加於元件或磁體結構RE與載物台之間的致動力將以最小傳輸力將元件或磁體結構RE及載物台移動至基座BA。因為移動載物台亦會導致移動元件或磁體結構RE，所以元件或磁體結構RE之位置取決於該兩個載物台之移動。
在此實施例中，元件或磁體結構RE在載物台之運動範圍內提供空間變化磁場，例如，當元件或磁體結構RE包括致動系統之組件(諸如線圈或永久磁體)時。此磁場可使個別載物台變形。
根據圖5之微影裝置具有第一位置量測系統，該第一位置量測系統包括與參考結構(圖中未繪示)上之光柵(圖中未繪示)合作的四個感測器頭H1。在圖6中可看到此合作之實例，其中以側視圖展示感測器頭H1及光柵。將感測器頭H1之輸出提供至第一處理單元或第一處理器PU1，第一處理單元或第一處理器PU1將感測器頭H1之輸出信號變換成分別對應於在X方向及Y方向上第一載物台ST1相對於量測參考之位置的第一量測信號X1及第二量測信號Y1。
微影裝置進一步包括第二位置量測系統，該第二位置量測系統包括兩個感測器S1及S2，感測器S1及S2經配置以分別量測在X方向及Y方向上第一載物台ST1相對於元件或磁體結構之位置。
將第一量測信號及第二量測信號均提供至第一資料處理器件或第一資料處理器DPD1，其中基於第二位置量測器件之輸出O1、O2來校正該等信號，以提供分別表示在X方向及Y方向上第一物件相對於量測參考之位置的經校正第一量測信號C1_X及經校正第二量測信號C1_Y。進行校正以補償起因於由磁場引起之變形載物台的量測誤差。
類似地，根據圖5之微影裝置具有第三位置量測系統，該第三位置量測系統包括與參考結構(圖中未繪示)上之光柵(圖中未繪示)合作的四個感測器頭H2。在圖6中可看到此合作之實例，其中以側視圖展示感測器頭H及光柵GP。將感測器頭H2之輸出提供至第二處理單元PU2，第二處理單元PU2將感測器頭H2之輸出信號變換成分別表示在X方向及Y方向上第二載物台ST2相對於參考結構之位置的第三量測信號X2及第四量測信號Y2。
微影裝置進一步包括第四位置量測系統，該第四位置量測系統包括兩個感測器S3及S4，感測器S3及S4經配置以分別量測在X方向及Y方向上第二物件OB2相對於元件或磁體結構之位置。
將第三量測信號及第四量測信號均提供至第二資料處理器件或資料處理器DPD2，其中基於第四位置量測器件之輸出O3、O4來校準該等信號，以提供分別表示在X方向及Y方向上第二物件相對於量測參考之位置的經校準第三量測信號C2_X及經校準第四量測信號C2_Y。
圖6描繪包括感測器頭SH及柵格板GP之編碼器/感測器，該編碼器經組態以量測感測器頭SH相對於柵格板GP之位置。在此實例中，應用增量編碼器(incremental encoder)，該增量編碼器在相對於柵格板移動感測器頭時提供週期性感測器頭輸出信號。可自感測器頭之對應感測器頭輸出信號的週期性及相位獲得位置資訊。在所示實施例中，描繪感測器頭總成，該感測器頭總成發射兩個量測光束MBA、MBB朝向柵格板。歸因於與柵格板上之圖案的相互作用(其可為一維的或二維的)，光束以一角度返回朝向感測器頭(如圖6示意性地所描繪)，且係藉由感測器頭之適當感測器元件SE1、SE2偵測。因此，感測器頭提供兩個量測，即，在柵格板GP上之A處及B處。該等量測中之每一者提供在水平方向上以及在垂直方向上之敏感度。藉由向量ea示意性地指示該等感測器元件中之左側感測器元件SE1的敏感度，而藉由eb示意性地指示該等感測器元件中之右側感測器元件SE2的敏感度。在一目前實務實施中，ea及eb相對於水平線之角度將較小(小於圖6所指示之角度)。事實上，出於說明性目的而稍微誇示ea及eb相對於水平面之角度。現可自ea與eb之相加獲得水平位置之量測。如在以下表達式中所概述，可自ea與eb之相減獲得垂直位置之量測。
posX =k 1 (ea +eb )/2
其中posX表示水平編碼器位置資訊，且k1 為補償向量ea及eb未被確切地引導於水平線中之事實的增益因數。
圖7更詳細地描繪圖5之微影裝置之第一資料處理器件DPD1。將第一量測信號X1及第二量測信號Y1以及第二位置量測系統之輸出O1及O2輸入至資料處理器件或資料處理器DPD1。基於第一量測信號X1自身來校正第一量測信號X1。第一校正單元或校正器CU1將量測信號X1轉換成加至第一量測信號X1之第一校正值CV1。第一校正值CV1取決於在X方向上物件相對於參考結構之位置，且表示在X方向上感測器頭H1之靜態誤差，例如，柵格板之光柵之線的誤差。類似地，第二校正單元或校正器CU2將第二量測信號Y1轉換成加至第二量測信號Y1之第二校正值CV2。第二校正值CV2表示在Y方向上感測器頭H1之靜態誤差。
藉由第三校正單元或校正器CU3將第二位置量測系統之輸出O1及O2轉換成表示作為載物台相對於元件之位置之函數之不一致性的值VX及值VY。將值VX加至第一量測信號，且將VY加至第二量測信號，藉此導致分別表示在X方向及Y方向上第一物件相對於量測參考之位置的第一經校準量測信號C1_X及第二經校準量測信號C1_Y。
圖5之第二資料處理單元或第二資料處理器DPD2具有類似組態以輸出第三經校準量測信號及第四經校準量測信號。
因為四個感測器H1或H2能夠各自量測在兩個座標中載物台之位置，所以可藉由對應量測系統自身來判定載物台變形，藉此允許(例如)藉由相對於參考結構「固定」載物台且移動元件或磁體結構RE而獲得值VX及VY。
儘管隨附圖式中所展示之實施例係關於支撐作為物件之基板的基板台，但該等實施例亦可應用於固持作為物件之圖案化器件的支撐件。因而，圖1之第一定位器件PM及圖案化器件支撐件MT形成固持物件之載物台。
此處進一步提及，儘管元件或磁體結構在該等圖式中經展示為致動系統之部分，但該原理可應用於提供空間變化磁場之任何元件或磁體結構，該空間變化磁場使載物台變形且藉此影響載物台相對於參考結構之位置量測。
導出校正值亦有可能包括模型化載物台之變形程序。
另外，展示第一位置量測系統以量測載物台相對於參考結構之位置。然而，如前文所提及，本發明之一實施例亦可應用於其他量測系統，該等量測系統受到歸因於空間變化磁場的載物台之變形影響。此等量測系統之實例為相對於圖案化器件、水平感測器、投影系統感測器等等對準基板之量測系統。
熟習此項技術者應瞭解，本發明之實施例可應用於藉由第一位置量測系統量測的所有種類之自由度。另外，本發明之一實施例可同時應用於兩個經量測自由度(如在圖5及圖7之實施例中所展示)，而且同時應用於兩個以上經量測自由度。舉例而言，可在六個自由度中量測載物台之位置，且均可根據本發明之一實施例來校正對應於每一自由度之量測信號。
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，本文中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，可認為本文中對術語「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中所提及之基板。適用時，可將本文中之揭示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)以便產生多層IC，使得本文中所使用之術語「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的使用，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)界定產生於基板上之圖案。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。
本文中所使用之術語「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，具有在為5奈米至20奈米之範圍內的波長)；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之任一者或其組合，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，該電腦程式含有描述如上文所揭示之方法之機器可讀指令的一或多個序列；或資料儲存媒體(例如，半導體記憶體、磁碟或光碟)，該資料儲存媒體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。
A．．．量測
AD．．．調整器
AM．．．永久磁鐵
B．．．輻射光束(圖1)/量測(圖6)
BA．．．基座
BD．．．光束傳送系統
BE．．．軸承
C．．．目標部分
C1_X．．．經校正第一量測信號/第一經校準量測信號
C1_Y．．．經校正第二量測信號/第二經校準量測信號
C2_X．．．經校準第三量測信號
C2_Y．．．經校準第四量測信號
CO．．．聚光器
CU．．．校正單元或校正器
CU1．．．第一校正單元或校正器
CU2．．．第二校正單元或校正器
CU3．．．第三校正單元或校正器
CV1．．．第一校正值
CV2．．．第二校正值
DPD．．．資料處理器件或資料處理器
DPD1．．．第一資料處理器件或第一資料處理器
DPD2．．．第二資料處理器件或資料處理器/第二資料處理單元或第二資料處理器
ea．．．向量
eb．．．向量
F．．．力
GR．．．地面
GP．．．光柵/柵格板
H．．．感測器頭
H1．．．感測器頭
H2．．．感測器頭
IF．．．位置感測器
IL．．．照明系統/照明器
IN．．．積光器
K．．．彈簧
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
MBA．．．量測光束
MBB．．．量測光束
MB1．．．光或輻射光束
MB2．．．光或輻射光束
MF．．．磁場
MT．．．圖案化器件支撐件或光罩載物台
O1．．．第一量測信號/第二位置量測器件之輸出/第二位置量測系統之輸出
O2．．．第二量測信號/第二位置量測器件之輸出/第二位置量測系統之輸出
O3．．．第四位置量測器件之輸出
O4．．．第四位置量測器件之輸出
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
PU1．．．第一處理單元或第一處理器
PU2．．．第二處理單元
PW．．．第二定位器件/第二定位器
RE．．．元件或磁體結構
RS．．．參考結構
S1．．．感測器
S2．．．感測器
S3．．．感測器
S4．．．感測器
SE1．．．感測器元件
SE2．．．感測器元件
SH．．．感測器頭
SM．．．第二位置量測系統
SO．．．輻射源
ST．．．載物台
ST1．．．第一載物台
ST2．．．第二載物台
V．．．值
VX．．．值
VY．．．值
W．．．基板
WT．．．基板台
X．．．方向
X1．．．第一量測信號
X2．．．第三量測信號
Y．．．方向
Y1．．．第二量測信號
Y2．．．第四量測信號
圖1描繪根據本發明之一實施例的微影裝置；
圖2以示意圖描繪根據本發明之一實施例的圖1之微影裝置之部分；
圖3示意性地描繪圖1之微影裝置之載物台之變形對第一位置量測系統的影響；
圖4以方塊示意圖描繪根據本發明之一實施例的圖1之微影裝置之資料處理器件；
圖5示意性地描繪根據本發明之另一實施例的微影裝置之部分；
圖6描繪根據本發明之一實施例的微影裝置之位置量測系統；及
圖7以方塊示意圖描繪根據本發明之一實施例的圖5之微影裝置之資料處理器件。
AD．．．調整器
B．．．輻射光束
BA．．．基座
BD．．．光束傳送系統
C．．．目標部分
CO．．．聚光器
IF．．．位置感測器
IL．．．照明系統/照明器
IN．．．積光器
MA．．．圖案化器件
MT．．．圖案化器件支撐件或光罩載物台
M1．．．圖案化器件對準標記
M2．．．圖案化器件對準標記
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
RS．．．參考結構
SO．．．輻射源
W．．．基板
WT．．．基板台

Claims (13)

  1. 一種微影裝置，其包含：一載物台，該載物台經組態以保持一物件，該載物台可在一運動範圍內相對於一參考結構移動；一磁體結構，該磁體結構經組態以在該運動範圍之至少一部分內提供一空間變化之磁場，該磁體結構可相對於該參考結構及該載物台移動；一第一位置量測系統，該第一位置量測系統經組態以提供對應於在一量測方向上該載物台或該物件或該載物台及該物件兩者相對於該參考結構之一位置的一第一量測信號；一第二位置量測系統，該第二位置量測系統經組態以提供對應於該載物台相對於該磁體結構之一位置的一第二量測信號；及一資料處理器，該資料處理器經組態以藉由取決於該第二量測信號之一值來校正該第一量測信號，以提供表示在該量測方向上該載物台或該物件或該載物台及該物件兩者相對於該參考結構之該位置的一第一校正量測信號；其中該第二位置量測系統包含兩個感測器及一處理器，該等感測器中之一者之一輸出表示該載物台相對於一量測參考之一位置，且該等感測器中之另一者之一輸出表示該磁體結構相對於該量測參考之一位置，且其中該處理器經組態以組合兩個感測器之該等輸出以提供該第二量 測信號。
  2. 如請求項1之微影裝置，其中該磁體結構包含一永久磁體，該永久磁體經組態以提供該空間變化之磁場。
  3. 如請求項1之微影裝置，其中該第一位置量測系統包含一光柵及與該光柵合作之一感測器頭，其中該光柵提供於該參考結構及該載物台中之一者上，且其中該感測器頭提供於該參考結構及該載物台中之另一者上。
  4. 如請求項3之微影裝置，其中該光柵提供於該參考結構上，且該感測器頭提供於該載物台上。
  5. 如請求項1之微影裝置，其中該參考結構為支撐該載物台及該磁體結構之一基座。
  6. 如請求項1之微影裝置，其包含：一支撐件，該支撐件經建構以支撐一圖案化器件，該圖案化器件能夠在一輻射光束之橫截面賦予一圖案以形成一經圖案化輻射光束；一基板台，該基板台經建構以保持一基板；及一投影系統，該投影系統經組態以將該經圖案化輻射光束投影至該基板之一目標部分上，其中該載物台包含該基板台。
  7. 如請求項1之微影裝置，其包含：一支撐件，該支撐件經建構以支撐一圖案化器件，該圖案化器件能夠在一輻射光束之橫截面賦予一圖案以形成一經圖案化輻射光束；一基板台，該基板台經建構以保持一基板；及 一投影系統，該投影系統經組態以將該經圖案化輻射光束投影至該基板之一目標部分上，其中該載物台包含用以保持該圖案化器件之該支撐件。
  8. 如請求項1之微影裝置，其中該載物台係藉由一基座直接地或間接地支撐，該磁體結構可相對於該基座移動，且其中一致動系統提供於該載物台與該磁體結構之間以移動該載物台。
  9. 如請求項8之微影裝置，其包含一另外載物台，其中一另外致動系統提供於該另外載物台與該磁體結構之間以移動該另外載物台。
  10. 如請求項9之微影裝置，其包含第三量測系統，該第三量測系統經組態以量測在該量測方向上該另外載物台相對於該參考結構之一位置，其中該第二位置量測系統包含一感測器，該感測器經組態以量測該另外載物台相對於該磁體結構之位置，且其中該第二位置量測系統經組態以自該第一量測信號、該第三量測信號之一輸出及該第二量測信號之該感測器之一輸出導出該第二量測信號。
  11. 一種用於校正在一量測方向上一載物台或藉由該載物台保持之一物件或該載物台及該物件兩者相對於一參考結構之一位置量測值的方法，其中該載物台可在一空間變化之磁場中移動，該磁場又可相對於該載物台及該參考結構移動，該方法包含： 提供對應於在該量測方向上該載物台或該物件或該載物台及該物件兩者相對於該參考結構之一位置的一第一量測信號；提供對應於該載物台相對於該磁場之一位置的一第二量測信號；及藉由取決於該第二量測信號之一值來校正該第一量測信號，以提供表示在該量測方向上該載物台或該物件或該載物台及該物件兩者相對於該參考結構之該位置的第一校正量測信號；其中藉由以下步驟獲得取決於該第二量測信號之該值：a)使該載物台相對於該參考結構保持靜止狀態；b)在相對於該載物台之不同位置處定位該磁場；c)在該磁場相對於該載物台之不同位置中讀取該第一量測信號；d)判定作為該磁場相對於該載物台之位置之函數的該第一量測信號之不一致性；及e)自作為該磁場相對於該載物台之位置之函數的不一致性中導出該值。
  12. 如請求項11之方法，其中作為該磁場相對於該載物台之位置之一函數的該第一量測信號之不一致性展示一週期性行為，且其中選擇b)之位置以涵蓋該等不一致性之一個週期，且使用該週期性將e)之結果外插至其他位置。
  13. 一種用於校正在一量測方向上一載物台或藉由該載物台 保持之一物件或該載物台及該物件兩者相對於一參考結構之一位置量測值的方法，其中該載物台可在一空間變化之磁場中移動，該磁場又可相對於該載物台及該參考結構移動，該方法包含：提供對應於在該量測方向上該載物台或該物件或該載物台及該物件兩者相對於該參考結構之一位置的一第一量測信號；提供對應於該載物台相對於該磁場之一位置的一第二量測信號；及藉由取決於該第二量測信號之一值來校正該第一量測信號，以提供表示在該量測方向上該載物台或該物件或該載物台及該物件兩者相對於該參考結構之該位置的第一校正量測信號；其中藉由以下步驟獲得取決於該第二量測信號之該值：a)使該磁場相對於第一位置之參考結構保持靜止狀態；b)在相對於該參考結構之不同位置處定位該載物台；c)在該載物台相對於該參考結構之每一不同位置中讀取該第一量測信號；d)當該磁場相對於與該第一位置相異之第二位置之該參考結構保持靜止時，重複a)至c)；e)自在該磁場之該等不同位置處之該第一量測信號之讀取值導出取決於該磁場相對於該參考結構之位置的不 一致性；及f)自作為該磁場相對於該載物台之位置之一函數的不一致性導出該值。
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