TWI418923B - 定位系統、微影裝置及方法 - Google Patents

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TWI418923B
TWI418923B TW099123550A TW99123550A TWI418923B TW I418923 B TWI418923 B TW I418923B TW 099123550 A TW099123550 A TW 099123550A TW 99123550 A TW99123550 A TW 99123550A TW I418923 B TWI418923 B TW I418923B
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Eijk Jan Van
Der Pasch Engelbertus Van
Johannes Vermeulen
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Asml Netherlands Bv
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Description

定位系統、微影裝置及方法
本發明係關於一種定位系統、一種微影裝置，及一種用以藉由增加物件之本體之硬度及/或阻尼來降低可撓性及所得內部變形的方法。
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。
已知微影裝置包括用以控制支撐基板之基板支撐件之位置的***件。此***件包括位置量測系統，位置量測系統經組態以量測基板支撐件之許多感測器或感測器目標位置。
在使用微影裝置期間，力將施加於基板支撐件上。舉例而言，在曝光階段期間，亦即，在將經圖案化光束投影於基板位階(substrate level)之目標部分上期間，可執行位階致動以相對於透鏡管柱(lens column)而在正確定向上定位基板之上部表面。因為基板支撐件之硬度有限，所以位階致動可導致基板支撐件之臨時內部變形。此等內部變形可導致聚焦誤差及/或疊對偏移。
為了降低基板台之內部變形的危險且因此降低聚焦誤差或疊對偏移的危險，已提議藉由提供較硬結構來增加基板支撐件之硬度。然而，歸因於對基板支撐件之定位之準確度及速度的需求不斷增加，增加基板支撐件結構之結構硬度而不遭遇另外問題(例如，相對於重量)的可能性已達到其極限。
在諸如圖案化器件支撐件之其他物件的位置控制中，亦遭遇由於加速度不斷增加而引起的基板支撐件之此等可撓性限制。
需要提供一種用以定位一可移動物件(特別為一基板台或圖案化器件支撐件)之定位系統，其中該可移動物件之本體較硬，使得可避免或至少減少該本體之內部變形及後繼之聚焦誤差及/或疊對偏移。
根據本發明之一實施例，提供一種用以定位具有一本體之一可移動物件的定位系統，該定位系統包括：一物件位置量測系統，其用以量測該物件之一位置量；一物件致動器，其用以將一致動力施加於該物件上；及一物件控制器，其用以基於一所要位置量與該經量測位置量之間的一差而向該致動器提供一物件致動信號，其中該定位系統進一步包括一加硬系統(Stiffening system)，該加硬系統用以增加硬度及/或阻尼在該物件之該本體內之相對移動，該加硬系統包括：一或多個感測器，其中每一感測器經配置以判定表示在該本體中之一內部應變或相對位移的一量測信號；一或多個致動器，其中每一致動器經配置以將一致動力施加於該本體之一部分上；及至少一控制器，其經組態以基於該等感測器中之至少一者之該量測信號而將一致動信號提供至該等致動器中之至少一者，以增加該硬度及/或阻尼在該本體內之移動。
根據本發明之一實施例，提供一種微影裝置，其包括：一照明系統，其經組態以調節一輻射光束；一支撐件，其經建構以支撐一圖案化器件，該圖案化器件能夠在該輻射光束之橫截面中向該輻射光束賦予一圖案以形成一經圖案化輻射光束；一基板台，其經建構以固持一基板；及一投影系統，其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，其中該微影裝置包括用以控制該支撐件或基板台之一位置的一定位系統，該支撐件或基板台具有一本體，該定位系統包括：一本體位置量測系統，其用以量測該支撐件或基板台之該本體之一位置量；一本體致動器，其用以將一致動力施加於該支撐件或基板台之該本體上；及一本體控制器，其用以基於一所要位置量與該經量測位置量之間的一差而向該致動器提供一致動信號，其中該定位系統進一步包括一加硬系統，該加硬系統用以增加硬度及/或阻尼在該物件之該本體內之相對移動，該加硬系統包括：一或多個感測器，其中每一感測器經配置以判定表示在該本體中之一內部應變或相對位移的一量測信號；一或多個致動器，其中每一致動器經配置以將一致動力施加於該本體之一部分上；及至少一控制器，其經組態以基於該等感測器中之至少一者之該量測信號而將一致動信號提供至該等致動器中之至少一者，以增加該硬度及/或阻尼在該本體內之移動。
根據本發明之一實施例，提供一種用以藉由增加硬度及/或在一物件之一本體內之阻尼移動來降低可撓性及所得內部變形的方法，其包括：提供一加硬系統，該加硬系統包括一或多個感測器、一或多個致動器及至少一控制器，其中每一感測器經配置以量測表示在該本體中之一內部應變或相對位移的一量測信號，其中每一致動器經配置以將一致動力施加於該本體之一部分上，該至少一控制器經組態以基於該等感測器中之至少一者之該量測信號而將一致動信號提供至該等致動器中之至少一者，以增加該硬度及/或阻尼在該本體內之移動；藉由至少一感測器來量測該本體之兩個部分之間的一距離以獲得該量測信號；向該等致動器中之一或多者提供一致動信號以將該距離維持於一零位階；將該致動信號饋入至該等致動器中之該一或多者以將一力施加於該本體之至少一部分上。
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)；圖案化器件支撐件或光罩支撐結構(例如，光罩台)MT，其經建構以支撐圖案化器件(例如，光罩)MA，且連接至經組態以根據特定參數來準確地定位該圖案化器件之第一***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，塗佈抗蝕劑之晶圓)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***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。
圖案化器件支撐件以取決於圖案化器件之定向、微影裝置之設計及其他條件(諸如圖案化器件是否被固持於真空環境中)的方式來固持圖案化器件。圖案化器件支撐件可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術來固持圖案化器件。圖案化器件支撐件可為(例如)框架或台，其可根據需要而為固定或可移動的。圖案化器件支撐件可確保圖案化器件(例如)相對於投影系統處於所要位置。可認為本文中對術語「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，使用如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，圖案化器件(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(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***件PW及位置感測器IF(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***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***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。類似地，可使用形成第二***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。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。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。儘管如所說明之基板對準標記佔用專用目標部分，但其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更詳細地展示習知微影裝置之一部分。投影系統1安裝於度量衡框架2上。投影系統1經組態以將經圖案化輻射光束投影於被支撐於基板支撐件5上之基板4上。基板支撐件5包括基板台6(亦被稱作短衝程載物台)，及經配置以支撐基板台6之基板台支撐件7(亦被稱作長衝程載物台)。
基板台支撐件7可移動地安裝於基底框架8上。基板台支撐件7可在至少兩個方向(X、Y)上相對於基底框架8移動遍及相對較長範圍。基板台6又可相對於基板台支撐件7移動遍及相對較小範圍。
提供定位系統11以相對於投影系統1對準基板4之目標部分。定位系統包括基板台位置量測系統或感測器，其包括安裝於基板台6上之編碼器頭12，及配置於度量衡框架2上之柵格或光柵13。較佳地，提供至少三個編碼器頭12，每一編碼器頭能夠在兩個方向上量測位置，以此提供基板台6之至少六個自由度(DOF)位置資訊。
舉例而言，柵格或光柵13提供於安裝於度量衡框架2上之柵格板上。定位系統進一步包括用以將致動器信號提供至基板台致動器15之控制器14，基板台致動器15經配置以將基板台6極準確地定位於所要位置中(較佳地在六個自由度(DOF)中)。
因為基板台6僅可相對於基板台支撐件7移動遍及相對較小範圍，所以定位系統致動基板台支撐件7以遵循該基板台之移動，使得基板台7之所需移動保持於基板台6相對於基板台支撐件7之移動之相對較小範圍內。在此小範圍內，可以高準確度來控制基板台6。
編碼器頭12中之每一者提供一量測信號，該量測信號表示編碼器頭12相對於柵格或光柵13之位置或位置改變。控制器包括減法器，其中自藉由設定點產生器產生之所要位置信號減去經量測位置。將所得誤差信號饋入至控制器14之控制器件，控制器件基於誤差信號來產生致動信號。將此致動信號饋入至基板台致動器以將致動器移動至所要位置。可在基板台6之位置之控制中添加前饋迴路，以進一步改良控制系統之準確度及回應時間。
上述定位系統為習知定位系統。在位置控制中，假定基板台表現為剛體，從而在本體之加速期間無內部變形。然而，隨著對微影之產出率及準確度的需求不斷增加，通常增加在定位期間基板台6之加速度及減速度。結果，在移動(特別為加速及減速)期間基板台6之內部變形在基板台6之定位之準確度方面所起的作用不斷增加。因此，在相關頻率範圍內，基板台6可不再被視為剛體。
圖3展示根據本發明之一實施例的定位系統。除非另有描述，否則圖3之定位系統類似於圖2之定位系統，且藉由相同元件符號來指示該系統之部分。
定位系統包括剛體控制系統或控制器，其包括編碼器頭12、柵格或光柵13、控制器14及致動器15。緊接於剛體控制系統，圖3之定位系統包括加硬系統或加硬器，其經組態以主動地增加硬度及/或阻尼在基板台6內之相對移動。
加硬系統或加硬器包括感測器20、21及致動器22。加硬器進一步包括整合於控制器14中之控制單元。在一替代實施例中，加硬器之控制單元可為分離控制單元。致動器22可為任何適當類型，例如，勞侖茲(Lorentz)類型致動器。遍及基板台6之表面劃分致動器22，且致動器22經配置以在z方向上將力施加於基板台6上，如藉由表示致動器22之雙頭式箭頭所指示。為了提供用於將致動力施加於基板台6上之足夠部位，可遍及基板台6之表面劃分多個致動器22(例如，十個至二十個)。然而，在一實施例中，亦有可能僅提供一個感測器及一個致動器，(例如)以抵消基板台6之一種特定內部變形模式。
感測器20、21包括雷射源及偵測器單元20a、21a，以及鏡面單元20b、21b。雷射源及偵測器單元中之雷射源將輻射或雷射光束發射朝向鏡面單元20b、21b，鏡面單元20b、21b將光束反射朝向雷射源及偵測器單元20a中之偵測器。偵測器提供與藉由參考光束提供之信號比較的信號，參考光束在雷射源及偵測器單元內僅行進於雷射源與參考偵測器之間。在此量測系統(其中使用雷射干涉量測)中，可判定基板台6之不同部分之間的距離改變。
亦可使用任何其他感測器組態，其特別使用諸如雷射干涉量測之光學量測系統來判定基板台6中之距離改變。作為一替代例，亦可應用高效能應變計，亦即，能夠在短時間內量測極小距離改變之應變計。
在一實施例中，感測器20之雷射源及偵測器可配置於基板台支撐件7中，使得需要電纜線之所有部分不安裝於基板台6中。可藉由鏡面將基板台6中之量測光束沿著所要量測路徑導引至各別偵測器。在基板台支撐件7中雷射源及偵測器之部位可對基板台6之可移動性及重量具有正面影響。
在圖3所示之實施例中，基板台6係由量測光束可行進通過之光透明材料(例如，玻璃)製成。在另一實施例中，量測感測器可安裝於基板台之外側上，使得量測光束可沿著基板台之側行進，或空間(例如，通道(諸如鑽孔))可提供於基板台6中以供量測光束通過。量測光束行進通過之光透明本體的益處在於：不存在改變氛圍對量測光束之影響，或存在改變氛圍對量測光束之較小影響。
感測器20、21經配置以量測基板台6之兩個末端23、24之間的距離改變。在所示實施例中，第一感測器20經配置以在基板台6之上側處量測基板台6之一個末端23與相對末端24之間的長度，而第二感測器21經配置以在基板台6之下側處量測基板台6之一個末端23與相對末端24之間的長度。兩個感測器20、21均量測在基板台6中不存在內部變形時保持恆定之距離。基板台6之兩個末端23、24之間的距離改變之量測提供表示基板台6中之內部變形的量測信號。
將量測信號饋入至控制器14。控制器14將致動信號提供至致動器22中之一或多者以將力施加於基板台6上，以抵消基板台6之兩個末端23、24之間的距離改變，且以此抵消該基板台之內部變形。
加硬器之控制動作係旨在將在兩個末端23與24之間所量測的距離改變保持於實質上零。結果，顯著地增加基板台6之硬度，及/或阻尼在基板台6內之相對移動。藉由本發明之一實施例的加硬器，有可能將基板台6之硬度實質上增加(例如)四倍至八倍。
通常，控制動作係旨在藉由增加硬度及/或在基板台6內之相對移動之阻尼來降低基板台6之可撓性且以此降低所得內部變形。詳言之，應最小化力至不同於剛體移動之位移的轉移功能。
為了增加所進行之量測的敏感度，可比較第一感測器20之量測信號與第二感測器21之量測信號。舉例而言，當基板台6之末端23、24向上彎曲時，板狀基板台6之上側之長度變得愈來愈小，而下側之長度變得愈來愈長。結果，感測器20及21之兩個量測信號之間的改變大於該等量測信號中之每一者自身的改變。因此，特別為了量測基板台6之彎曲模式或扭轉模式，有益的是使用經配置成接近於板狀基板台6之上部表面及下部表面的感測器20、21，且較佳地組合接近於上部表面及下部表面之感測器的量測信號以進一步增加量測之敏感度。
在圖3所示之實施例中，僅展示兩個感測器20、21。實務上，可使用多個感測器來量測基板台6之內部變形，亦即，在基板台6內之相對移動，現將對此進行解釋。
圖4展示基板台6之俯視圖，其中配置多個感測器20，每一感測器20具有源及偵測器單元20a，以及鏡面單元20b。此等感測器20遍及基板台6之表面提供量測線網狀物(web)。藉由量測感測器20中之任一者中之距離改變，可判定內部變形且使用內部變形來抵消藉由致動器22之內部變形。藉由遍及基板台6之表面提供感測器20，可獲得關於該基板台上之任何部位處之內部變形的資訊。可在基板台6之底側附近提供感測器21之類似網狀物。
感測器部分20a、20b配置於基板台6之邊緣附近，使得量測光束行進遍及相對較長路徑。以此，感測器20對基板台6之相對較小形狀改變敏感。感測器20可能能夠遍及200毫米之距離以超過約10奈米或甚至超過約1奈米之解析度進行量測。
舉例而言，可在控制器14中使用感測器20之資訊來判定基板台6經受哪些變形模式，例如，扭轉模式及/或彎曲模式。此等變形模式對於在控制器14中計算待藉由致動器22施加以抵消內部變形之致動力可為有用的。
在替代實施例中，可遍及基板台6以任何適當方式來劃分感測器20，以用於量測基板台6之不同部分之間的距離改變。舉例而言，可僅沿著基板台之邊緣提供感測器20以判定基板台6之特定彎曲模式。一般而言，有益的是知道基板台6之特定佔優勢彎曲模式，且以使得感測器20對此等彎曲模式敏感之方式來配置該等感測器。亦可在基板台6中以不同高度來配置感測器，且可以不同於圖4所示之X及Y方向的角度來提供量測光束。舉例而言，對角線量測路徑可極適合於判定扭轉模式。
圖5展示定位系統之替代實施例，其包括經組態以加硬板狀基板台6之加硬器。在圖5之實施例中，使用類似於編碼器頭12之感測器結構，以便判定基板台6內之內部變形。加硬器之其他部分(諸如控制器及致動器)係與圖3之實施例中的加硬器之部分實質上相同，且此處將不加以進一步闡明。
感測器結構包括配置於基板台6之相對末端23、24處的另一感測器頭30(僅展示兩個感測器頭)。另一感測器頭30配置於基板台6之上部表面處，且可遍及基板台6之圓周劃分另一感測器頭30，亦即，遍及未藉由基板4覆蓋的基板台6之頂部表面劃分另一感測器頭30。另一感測器頭30中之每一者包括一雷射源，該雷射源提供藉由柵格或光柵13反射回至另一感測器頭30之雷 射光束。然而，不同於編碼器頭12，量測光束不僅行進於感測器頭12與柵格或光柵13之間且返回，而且經由光學元件31，量測光束亦行進通過基板台6。現可判定此量測路徑中之任何長度改變。因此，可藉由圖5之實施例的感測器結構來判定基板台6與柵格或光柵13之間的距離改變以及末端23與24之間的距離改變。
在此量測信號中，不應考量歸因於剛體移動的感測器頭12與柵格或光柵13之間的距離改變來判定內部變形。出於此原因，可使感測器結構獨立於此等移動，或可自量測信號減去剛體移動。獨立於剛體移動之量測信號表示基板台6之內部變形，且可用作針對控制器14之輸入，以便向致動器22提供致動信號。
應注意，實務上，可將多維控制策略用於控制剛體模式及內部變形模式兩者。因此，針對兩種模式之控制，僅描繪一個控制器14。亦可將感測器及致動器用於剛體模式及內部變形模式兩者。
基於致動信號，致動器22將力施加於基板台6上以抵消基板台6之內部變形。結果，實質上改良基板台6之硬度，及/或減少基板台6內之部分之相對移動。
使用具有亦在z方向上遍及另一感測器頭30與柵格或光柵13之間的距離進行量測之量測光束之感測器結構的益處在於：在此Z方向上之量測對於基板台6之特定模式形狀(特別為基板台6之彎曲及扭轉)係敏感的。此等彎曲及扭轉模式在已知基板台佈局中係佔優勢的，且因此，有用的是具有對於此等模式係特別地敏感之感測器結構。
可應用使用在實質上平行於主要平面之方向上(如在實質上垂直於主要平面之方向上)行進通過基板台或沿著基板台行進之光學量測光束的其他感測器結構。
圖6展示定位系統之另一替代實施例，其包括用以加硬板狀基板台6之加硬器。在圖6之實施例中，提供感測器40以判定基板台6內之內部變形。加硬器之其他部分(諸如控制器及致動器)係與圖3之實施例中的加硬器之部分實質上相同，且此處將不加以進一步闡明。
圍繞基板台6之圓周(亦即，在未藉由基板4覆蓋之頂部表面區域中)配置感測器40。感測器40經組態以量測基板支撐件6與柵格或光柵13之間的距離或距離改變。感測器40可對應於感測器頭12，或可為能夠量測感測器40與柵格或光柵13之間的距離或距離改變的任何其他類型之感測器。需要使感測器對基板支撐件6之剛體移動不敏感，或可自經量測距離減去剛體移動。
藉由感測器40量測之所得距離改變表示基板台6之內部變形，且可用作針對控制器14之輸入，以便向致動器22提供致動信號。基於此等致動信號，致動器22將力施加於基板台6上以抵消基板台6之內部變形。結果，實質上改良基板台6之硬度，及/或減少基板台6內之部分之相對移動。
圖6之實施例之感測器結構的益處在於：基板台6之不同部分與柵格或光柵13之間的差異距離改變提供關於基板台6中之內部變形的可靠資訊。此外，不必提供分離參考物件，因為已經提供柵格或光柵13以用於量測藉由感測器頭12量測之剛體移動。
圖7展示感測器結構之又一替代實施例，其待用於包括用以加硬板狀基板台6之加硬器的定位系統中。除非另有描述，否則可與在圖3至圖6之實施例中之情形相同地進行圖7之定位系統。
圖7之感測器結構包括配置於基板台6之底側處的感測器50。感測器50經組態以量測相對於柵格板51之距離或距離改變。柵格板51係經由運動耦接點52而配置於基板台支撐件7之頂側處，以此避免或至少減少加速及/或振動對柵格板51之位置的效應。在一替代實施例中，類似於基板台致動經由力致動器而提供完全去耦，或可在基板台支撐件7與柵格板51之間提供被動或主動阻尼系統。
可遍及基板台支撐件7之底側之表面適當地劃分感測器50以辨識基板台6之內部變形。可緊接於基板台6之外部圓周而且在其他部位上置放感測器50。
在所示實施例中，柵格板51覆蓋基板台6之整個區域。然而，因為此基板台支撐件7之移動範圍相對於基板台6較小，所以柵格板51上僅較小柵格可覆蓋感測器50相對於柵格板51之整個移動範圍。應注意，作為如圖7所示的用於所有感測器50之一個柵格板51的替代例，可提供用於有限數目個感測器50或甚至一個感測器50之相對較小柵格板。實務上，此等較小柵格板可為有用的，因為在基板台6與基板台支撐件7之間亦可存在其他組件(諸如致動器15)所需要之空間。
感測器50可對應於感測器頭12，或可為能夠量測感測器50與柵格或光柵51之間的距離或距離改變的任何其他類型之感測器。又，在此實施例中，可(例如)藉由建置感測器50或藉由減去經量測信號之剛體移動而使感測器信號對基板支撐件6之剛體移動不敏感。
藉由感測器50量測之所得距離改變表示基板台6之內部變形，且可用作針對控制器14之輸入，以便向致動器22提供致動信號。基於此等致動信號，致動器22將力施加於基板台6上以抵消基板台6之內部變形。結果，實質上改良基板台6之硬度，及/或減少基板台6內之部分之相對移動。
圖7之實施例的益處在於：以柵格板51之形式的參考物件可附接至基板台支撐件7。因為此基板台支撐件7之移動範圍相對於基板台6較小，所以僅較小柵格板可覆蓋感測器50相對於柵格板51之整個移動範圍。此外，在基板台6之底側處可用的空間不受投影系統或基板4之存在限制。因此，感測器50亦可配置於基板4下方。此情形之益處在於：可以較高準確度來判定基板4之目標部分之部位(亦即，經圖案化光束被投影所在的晶圓之部分)處的內部變形。
代替使用柵格板51之光學量測系統，亦可使用可用以量測基板台6與基板台支撐件7之間的距離或距離改變的任何其他適當系統(較佳地，光學量測系統)。較佳地，藉由運動耦接件、力致動器或主動阻尼系統或阻尼器或任何其他適當系統而使諸如柵格板51之參考物件對基板台支撐件7之加速及/或振動不敏感。
在上文中，已描述應用於板狀物件之定位系統中的加硬器。因為加硬器應用於板狀物件中，所以加硬器經組態以在實質上平行於物件之主要平面的層中提供主動加硬。亦預期加硬器可應用於具有另一形狀(例如，箱型結構)之物件中。又，加硬器可應用於以下物件：其中必須抵消在多個方向上之內部變形。在此等應用中，加硬器可經組態以抵消內部變形，其中感測器及致動器配置於多個方向上。
此外，應注意，可使用根據本發明之一實施例的加硬器來抵消在加速或減速期間之內部變形，而且抵消歸因於其他原因(諸如基板台之不同部分之間的溫差或施加於基板台上之外力，例如，藉由微影裝置之浸沒系統施加的力)之內部變形。
應注意，致動器15可以不同於致動器22之頻率的頻率進行致動。舉例而言，致動器15可以低於致動器22之頻率的頻率進行致動。較低頻率可對應於基板台6之運動致動的頻率範圍。以此方式，有可能降低由致動器22之漂移導致的基板台6之不當變形。在連接至致動器22之放大器或電流感測器中亦可導致該漂移。
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。
在一實施例中，提供一種經組態以定位具有一本體之一可移動物件的定位系統。該定位系統包含一物件位置感測器、一物件致動器及一物件控制器。該物件位置感測器經組態以量測該物件之一位置量。該物件致動器經組態以將一致動力施加於該物件上。該物件控制器經組態以基於一所要位置量與該經量測位置量之間的一差而向該致動器提供一物件致動信號。該定位系統進一步包含一加硬器，該加硬器經組態以增加硬度及/或阻尼在該物件之該本體內之一相對移動。該加硬器包含一感測器、一致動器及一控制器。該感測器經組態以判定表示在該本體中之一內部應變或相對位移的一量測信號。該致動器經組態以將一致動力施加於該本體之一部分上。該控制器經組態以基於該感測器之該量測信號而將一致動信號提供至該致動器，以增加該硬度及/或阻尼在該本體內之該移動。
該感測器可經組態以量測該本體內之該量測信號。該感測器可經組態以量測該本體之一部分與一參考物件之間的一距離或一距離改變。該參考物件可為該物件位置感測器之一部分。該參考物件可安裝於該可移動物件上，且該參考物件可能不剛性地耦接至該本體。
該感測器可經組態以量測該本體中之兩個部分之間的一距離改變，且該控制器可經組態以將該致動信號提供至該致動器以將該距離改變維持於一實質上零位階。
該感測器可為一光學感測器，其經組態以量測該本體之兩個部分之間的一距離改變。該光學感測器可使用雷射干涉量測。
該本體可包含一光透明元件，且該光學感測器之一量測光束可主要地傳播通過該光透明元件。
該本體可具有具備一主要平面之一板形狀，且該加硬器可經組態以增加在該主要平面中該本體之該硬度。
該定位系統可包含複數個感測器，該複數個感測器經組態以判定表示在該本體中之一內部應變或相對位移的一量測信號。該等感測器中之每一者可經配置以量測該本體之兩個不同部分之間的一長度，使得該等感測器提供遍佈該本體之一量測線網狀物。
該定位系統可包含複數個感測器，該複數個感測器經組態以判定表示在該本體中之一內部應變或相對位移的一量測信號。該本體可具有具備一主要平面之一板形狀。一第一主要表面可在該本體之一第一側處，且一第二主要表面可在該本體之相對側處。該複數個感測器中之一第一感測器可經組態以量測接近於該第一主要表面的該本體之部分之間的一第一距離，且該複數個感測器中之一第二感測器可經組態以量測接近於該第二主要表面之該等部分之間的一第二距離。該控制器可基於該第一經量測距離與該第二經量測距離之間的一差之一改變來提供一致動信號。
該感測器可經組態以結合該物件相對於另一物件之一距離改變來量測該本體之兩個部分之間的一距離改變。
在一實施例中，提供一種微影裝置，其包含一圖案化器件、一基板支撐件、一投影系統及一定位系統。圖案化器件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中向該輻射光束賦予一圖案以形成一經圖案化輻射光束。該基板支撐件經建構以固持一基板。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。該定位系統經組態以控制該等支撐件中之一者之一位置，該一支撐件具有一本體。該定位系統包含一支撐件位置感測器、一支撐件致動器及一支撐件控制器。該支撐件位置感測器經組態以量測該一支撐件之該本體之一位置量。該支撐件致動器經組態以將一致動力施加於該一支撐件之該本體上。該支撐件控制器經組態以基於一所要位置量與該經量測位置量之間的一差而向該致動器提供一致動信號。該定位系統進一步包含一加硬器，該加硬器經組態以增加硬度及/或阻尼在該物件之該本體內之一相對移動。該加硬器包含一感測器、一致動器及一控制器。該感測器經組態以判定表示在該本體中之一內部應變或相對位移的一量測信號。該致動器經組態以將一致動力施加於該本體之一部分上。且，該控制器經組態以基於該感測器之該量測信號而將一致動信號提供至該致動器，以增加該硬度及/或阻尼在該本體內之該移動。該感測器可經組態以量測該本體內之該量測信號。
該感測器可為一光學感測器，其經組態以量測該本體之兩個部分之間的一距離改變。該感測器可經組態以量測該本體之一部分與一參考物件之間的一距離或一距離改變。該參考物件可安裝於該支撐件或基板台之一度量衡框架或一長衝程部分上。
在一實施例中，提供一種藉由使用一加硬器來增加硬度及/或在一物件之一本體內之一阻尼移動而降低可撓性及內部變形的方法。該加硬器包含一感測器、一致動器及一控制器。該感測器經組態以量測表示在該本體中之一內部應變或相對位移的一量測信號。該致動器經組態以將一致動力施加於該本體之一部分上。該控制器經組態以基於該感測器之該量測信號而將一致動信號提供至該致動器，以增加該硬度及/或阻尼在該本體內之該移動。該方法進一步包含：藉由該感測器來量測該本體之兩個部分之間的一距離以獲得該量測信號；及將該致動信號提供至該致動器以將該力施加於該本體之該部分上，以便在該本體之該兩個部分之間維持一實質上相同距離。
雖然上文已描述本發明之特定實施例，但應瞭解，可以與所描述之方式不同的其他方式來實踐本發明。舉例而言，本發明可採取如下形式：電腦程式，其含有描述如上文所揭示之方法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)，其具有儲存於其中之此電腦程式。
以上描述意欲為說明性而非限制性的。因此，對於熟習此項技術者將顯而易見，可在不脫離以下所闡明之申請專利範圍之範疇的情況下對如所描述之本發明進行修改。
1‧‧‧投影系統
2‧‧‧度量衡框架
4‧‧‧基板
5‧‧‧基板支撐件
6‧‧‧基板台/基板支撐件
7‧‧‧基板台支撐件
8‧‧‧基底框架
11‧‧‧定位系統
12‧‧‧編碼器頭/感測器頭
13‧‧‧柵格或光柵
14‧‧‧控制器
15‧‧‧基板台致動器
20‧‧‧感測器
20a‧‧‧雷射源及偵測器單元/感測器部分
20b‧‧‧鏡面單元/感測器部分
21‧‧‧感測器
21a‧‧‧雷射源及偵測器單元
21b‧‧‧鏡面單元
22‧‧‧致動器
23‧‧‧末端
24‧‧‧末端
30‧‧‧另一感測器頭
31‧‧‧光學元件
40‧‧‧感測器
50‧‧‧感測器
51‧‧‧柵格板
52‧‧‧運動耦接點
AD‧‧‧調整器
B‧‧‧輻射光束
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
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
MT‧‧‧圖案化器件支撐件或光罩支撐結構
P1‧‧‧基板對準標記
P2‧‧‧基板對準標記
PM‧‧‧第一***件
PS‧‧‧投影系統
PW‧‧‧第二***件/第二***
SO‧‧‧輻射源
W‧‧‧基板
WT‧‧‧基板台
圖1描繪根據本發明之一實施例的微影裝置；圖2描繪用於基板台之習知剛體定位系統；圖3描繪根據本發明之一實施例的用於基板台之定位系統；圖4描繪圖3之基板台的俯視圖；圖5描繪根據本發明之一實施例的用於基板台之定位系統；圖6描繪根據本發明之一實施例的用於基板台之定位系統；及圖7描繪根據本發明之一實施例的用於基板台之定位系統。
1‧‧‧投影系統
2‧‧‧度量衡框架
4‧‧‧基板
5‧‧‧基板支撐件
6‧‧‧基板台/基板支撐件
7‧‧‧基板台支撐件
8‧‧‧基底框架
11‧‧‧定位系統
12‧‧‧編碼器頭/感測器頭
13‧‧‧柵格或光柵
14‧‧‧控制器
15‧‧‧基板台致動器
20‧‧‧感測器
20a‧‧‧雷射源及偵測器單元/感測器部分
20b‧‧‧鏡面單元/感測器部分
21‧‧‧感測器
21a‧‧‧雷射源及偵測器單元
21b‧‧‧鏡面單元
22‧‧‧致動器
23‧‧‧末端
24‧‧‧末端

Claims (15)

  1. 一種經組態以定位具有一本體之一可移動物件的定位系統，該定位系統包含：一物件位置感測器，其經組態以量測該物件之一位置量；一物件致動器，其經組態以將一致動力施加於該物件上；一物件控制器，其經組態以基於一所要位置量與該經量測位置量之間的一差而向該致動器提供一物件致動信號；及一加硬器，其經組態以增加硬度及/或阻尼在該物件之該本體內之一相對移動，該加硬器包含：一感測器，其經組態以判定表示在該本體中之一內部應變或相對位移的一量測信號；一致動器，其經組態以將一致動力施加於該本體之一部分上；及一控制器，其經組態以基於該感測器之該量測信號而將一致動信號提供至該致動器，以增加該硬度及/或阻尼在該本體內之該移動。
  2. 如請求項1之定位系統，其中該感測器經組態以量測該本體內之該量測信號。
  3. 如請求項1之定位系統，其中該感測器經組態以量測該本體之一部分與一參考物件之間的一距離或一距離改變。
  4. 如請求項3之定位系統，其中該參考物件為該物件位置感測器之一部分。
  5. 如請求項1之定位系統，其中該感測器經組態以量測該本體中之兩個部分之間的一距離改變，且其中該控制器經組態以將該致動信號提供至該致動器以將該距離改變維持於一實質上零位階。
  6. 如請求項1之定位系統，其中該感測器為一光學感測器，其經組態以量測該本體之兩個部分之間的一距離改變。
  7. 如請求項6之定位系統，其中該本體包含一光透明元件，且其中該光學感測器之一量測光束主要地傳播通過該光透明元件。
  8. 如請求項1之定位系統，其中該本體具有具備一主要平面之一板形狀，其中該加硬器經組態以增加在該主要平面中該本體之該硬度。
  9. 如請求項1之定位系統，其包含複數個感測器，該複數個感測器經組態以判定表示在該本體中之一內部應變或相對位移的一量測信號，其中該等感測器中之每一者經配置以量測該本體之兩個不同部分之間的一長度，使得該等感測器提供遍佈該本體之一量測線網狀物。
  10. 如請求項1之定位系統，其包含複數個感測器，該複數個感測器經組態以判定表示在該本體中之一內部應變或相對位移的一量測信號，其中該本體具有具備一主要平面之一板形狀、在該本體之一第一側處的一第一主要表面及在該本體之相對側處的一第二主要表面，其中該複數個感測器中之一第一感測器經組態以量測接近於該第一主要表面的該本體之部分之間的一第一距離，且該複數個感測器中之一第二感測器經組態以量測接近於該第二主要表面之該等部分之間的一第二距離，其中該控制器基於該第一經量測距離與該第二經量測距離之間的一差之一改變來提供一致動信號。
  11. 一種微影裝置，其包含：一圖案化器件支撐件，其經建構以支撐一圖案化器件，該圖案化器件能夠在一輻射光束之橫截面中向該輻射光束賦予一圖案以形成一經圖案化輻射光束；一基板支撐件，其經建構以固持一基板；一投影系統，其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；及一定位系統，其經組態以控制該等支撐件中之一者之一位置，該一支撐件具有一本體，該定位系統包含：一支撐件位置感測器，其經組態以量測該一支撐件之該本體之一位置量；一支撐件致動器，其經組態以將一致動力施加於該一支撐件之該本體上；一支撐件控制器，其經組態以基於一所要位置量與該經量測位置量之間的一差而向該致動器提供一致動信號；及一加硬器，其經組態以增加硬度及/或阻尼在物件之該本體內之一相對移動，該加硬器包含：一感測器，其經組態以判定表示在該本體中之一內部應變或相對位移的一量測信號；一致動器，其經組態以將一致動力施加於該本體之一部分上；及一控制器，其經組態以基於該感測器之該量測信號而將一致動信號提供至該致動器，以增加該硬度及/或阻尼在該本體內之該移動。
  12. 如請求項11之微影裝置，其中該感測器經組態以量測該本體內之該量測信號。
  13. 如請求項11之微影裝置，其中該感測器為一光學感測器，其經組態以量測該本體之兩個部分之間的一距離改變。
  14. 如請求項11之微影裝置，其中該感測器經組態以量測該本體之一部分與一參考物件之間的一距離或一距離改變。
  15. 一種藉由使用一加硬器來增加硬度及/或在一物件之一本體內之一阻尼移動而降低可撓性及內部變形的方法，該加硬器包含：一感測器，其經組態以量測表示在該本體中之一內部應變或相對位移的一量測信號；一致動器，其經組態以將一致動力施加於該本體之一部分上；及一控制器，其經組態以基於該感測器之該量測信號而將一致動信號提供至該致動器，以增加該硬度及/或阻尼在該本體內之該移動，該方法包含：藉由該感測器來量測該本體之兩個部分之間的一距離以獲得該量測信號；及將該致動信號提供至該致動器以將該力施加於該本體之該部分上，以便在該本體之該兩個部分之間維持一實質上相同距離。
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