TWI468873B - 控制系統，微影投影裝置，控制支撐結構的方法以及電腦程式產品 - Google Patents

控制系統，微影投影裝置，控制支撐結構的方法以及電腦程式產品 Download PDF

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Description

控制系統，微影投影裝置，控制支撐結構的方法以及電腦程式產品
本發明係關於一種用於在微影裝置中控制支撐結構之控制系統、一種微影投影裝置、一種在微影裝置中控制支撐結構之方法，及一種電腦程式產品。
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。在彼情況下，圖案化設備(其或者被稱作光罩或主光罩)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，包含晶粒之一部分、一個晶粒或若干晶粒)上。圖案之轉印通常係經由成像至提供於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。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。已知微影裝置包括：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照射每一目標部分；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照射每一目標部分。亦有可能藉由將圖案壓印至基板上來將圖案自圖案化設備轉印至基板。
用於積體電路以及液晶顯示面板之生產之顯微微影術中最具挑戰性之需求中的一者為結構相對於彼此之定位。舉例而言，次100 nm微影術需要在高達3 m/s之速度下於6個自由度(DOF)中以動態精確度及在機器之間大約1 nm之匹 配的基板定位及光罩定位平台。
用以達成該等苛求定位需求之廣泛使用之方法為將平台定位架構細分成粗略定位模組(例如，X－Y台或高架台)，其上級聯有精細定位模組。粗略定位模組具有微米精確度。精細定位模組負責將粗略定位模組之殘餘誤差校正至最後幾奈米。粗略定位模組覆蓋大工作範圍，而精細定位模組僅需要容納極有限之行程範圍。用於該奈米定位之常用致動器包括壓電致動器或音圈型電磁致動器。儘管精細模組中之定位通常於6個DOF中被實現，但大範圍運動極少為超過2個DOF所需要，因此顯著地使粗略模組之設計簡易。
為粗略定位所需要之微米精確度可使用相對簡單之位置感測器(諸如，光學增量編碼器或磁性增量編碼器)而易於被達成。此等可為具有在一個DOF中之量測的單軸設備或更新近地多個(高達3個)DOF設備，諸如，由Schffel等人在1996年美國加利福尼亞ASPE年會會報第456－461頁之"Integrated electrodynamic multicoordinate drives"中所描述的設備。亦可購得類似編碼器，例如，由Dr.J.Heidenhain GmbH所製造之位置量測系統類型PP281R。
另一方面，用於在精細定位模組之末端處之光罩台及基板台的位置量測必須在6個DOF中以奈米精確度及穩定性來執行以達到次奈米解析度。此通常使用多軸干涉計以用於額外校準功能(例如，在基板台上之干涉計鏡面平坦度之校準)之冗餘軸來量測在所有6個DOF中之移位而達成。
作為干涉計之替代例，已知使用光學編碼器(可能地與干涉計組合)。舉例而言，在US 2004/0263846 A1中揭示該等光學編碼器，其文件以引用之方式併入本文中。在US 2006/0227309中，光學編碼器在一或多個柵格板上使用柵格圖案來判定其相對於柵格圖案之位置。光學編碼器安裝於基板台上，而柵格板安裝於微影裝置之框架上。因此，知道基板台相對於柵格板之位置。
隨著持續需要成像愈來愈小之圖案以形成具有更高組件密度之設備，同時保持每單位時間所製造之圖案的數目相同，或甚至增加彼數目，需要更快地執行微影裝置內之眾多任務。因此，基板台之加速度及減速度亦增加，其可導致振動。歸因於前述振動，對準變得更難。即使對準系統及柵格板可耦接至微影裝置內之相同框架，其相對位置穩定性亦變得不足以執行基板相對於基板台在所要精確度位準下之對準。
本發明提供一種用於在微影裝置中控制支撐結構之控制系統。控制系統包含第一量測系統、第二量測系統及控制器。第一量測系統經配置以在第一座標系統中量測由支撐結構所支撐之物件的位置。第二量測系統經配置以在第二座標系統中量測支撐結構之位置。第一量測系統在第二座標系統中具有假定位置。控制器經組態以：基於藉由第二量測系統之量測來控制支撐結構之位置，在第二座標系統中將物件之經量測位置轉換成支撐結構 之經轉換位置，及基於經轉換位置來定位支撐結構。
控制器進一步經組態以接收指示在第二座標系統中第一量測系統之假定位置與實際位置之間的差之位置誤差信號。控制器進一步經配置成以視位置誤差信號而定之方式來控制支撐結構之位置及/或空中影像。
本發明之一實施例係關於一種用於視位置誤差信號而定位支撐結構之控制器。本發明之一實施例係關於一種用於相對於空中影像來定位支撐結構之控制器。支撐結構可相對於包含空中影像及另一物件(MA)之群組的部件而定位。空中影像在微影裝置之照明相位中包含光罩之影像。本發明接著係關於改良覆蓋誤差。
另一物件可為系統中之應定位第一物件所相對的另一物件。根據本發明之誤差校正可藉由校正控制系統控制位置所針對之物件中之兩者中的一者來完成。在一實施例中，第一座標系統中之物件為基板。另一物件可為圖案化設備。圖案化設備在照明期間將具有空中影像。控制系統可控制基板相對於空中影像之相對位置。
較佳的為具有經配置成以視位置誤差信號而定之方式來定位支撐結構的控制器。
在一實施例中，兩個量測系統中之至少一者，且在另一實施例中，第二量測系統，包含第二座標系統所耦接至之參考結構。
另外，在一例示性實施例中，本發明提供一種包含前述 控制系統之微影投影裝置。
另外，在一例示性實施例中，本發明提供一種在微影裝置中控制支撐結構之方法，其包含以下步驟：將物件提供至經配置以支撐物件之支撐結構；使用第一量測系統來量測在第一座標系統中物件之位置；量測在第二座標系統中支撐結構之位置，第一量測系統在第二座標系統中具有假定位置；在第二座標系統中將物件之經量測位置轉換成支撐結構之經轉換位置；以視支撐結構之經量測位置、支撐結構之經轉換位置及指示在第二座標系統中第一量測系統之假定位置與實際位置之間的差之位置誤差信號而定之方式來執行支撐結構及/或空中影像之第一定位。
本發明之另一例示性實施例提供一種體現於機器可讀媒體中之電腦程式產品。電腦程式產品係藉由用於在由處理器執行時執行在微影裝置中控制支撐結構之方法的指令被編碼。方法包含以下步驟：將物件提供至經配置以支撐物件之支撐結構，藉由第一量測系統來量測在第一座標系統中物件之位置，量測在第二座標系統中支撐結構之位置，第一量測系統在第二座標系統中具有假定位置，在第二座標系統中將物件之經量測位置轉換成支撐結構 之經轉換位置，及以視支撐結構之經量測位置、支撐結構之經轉換位置及指示在第二座標系統中第一量測系統之假定位置與實際位置之間的差之位置誤差信號而定之方式來執行支撐結構及/或空中影像之第一定位。
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，對應參考符號指示對應部分。
圖1示意性地描繪根據本發明之一實施例的微影裝置。
裝置包含：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EUV輻射)；支撐結構(例如，光罩台)MT，其經建構以支撐圖案化設備(例如，光罩)MA且連接至第一***PM，第一***PM經組態以根據某些參數來精確地定位圖案化設備MA；基板台(例如，晶圓台)WT，其經建構以固持基板(例如，塗覆抗蝕劑之晶圓)W且連接至第二***PW，第二***PW經組態以根據某些參數來精確地定位基板W；及投影系統(例如，折射投影透鏡系統)PS，其經組態以將由圖案化設備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，包含一或多個晶粒)上。
照明系統IL可包括用於引導、成形或控制輻射之各種類型的光學組件，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。
支撐結構MT支撐(亦即，承載)圖案化設備MA。支撐結構MT以視圖案化設備MA之定向、微影裝置之設計及其他條件(諸如，圖案化設備MA是否固持於真空環境中)而定的方式來固持圖案化設備MA。支撐結構MT可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術來固持圖案化設備MA。支撐結構MT可為(例如)框架或台，其可根據需要而為固定或可移動的。支撐結構MT可確保圖案化設備MA(例如)相對於投影系統PS而處於所要位置。可認為本文對術語"主光罩"或"光罩"之任何使用均與更通用之術語"圖案化設備"同義。
本文所使用之術語"圖案化設備"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W之目標部分中形成圖案的任何設備。應注意，例如，若被賦予至輻射光束B之圖案包括相移特徵或所謂的輔助特徵，則該圖案可能不會精確地對應於基板W之目標部分C中的所要圖案。通常，被賦予至輻射光束B之圖案將對應於目標部分C中所形成之設備(諸如，積體電路)中的特定功能層。圖案化設備可為可程式化圖案化設備。
圖案化設備MA可為透射或反射的。圖案化設備MA之實例包括光罩、可程式化鏡面陣列，及可程式化LCD面板。光罩在微影術中為熟知的，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由鏡面矩陣所反射之輻射光束 中。
本文所使用之術語"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，使用如以上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(雙平台)或兩個以上基板台(及/或兩個或兩個以上光罩台)的類型。在該等"多平台"機器中，可並行地使用額外台，或可在一或多個台上執行預備步驟，同時將一或多個其他台用於曝光。
微影裝置亦可為如下類型：其中基板W之至少一部分可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PS與基板W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PS之間。浸沒技術在此項技術中被熟知用於增加投影系統之數值孔徑。如本文所使用之術語"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B。舉例而言，當輻射源SO為準分子雷射時，輻射源SO與微影裝 置可為單獨實體。在該等情況下，不認為輻射源SO形成微影裝置之一部分，且輻射光束B借助於包含(例如)適當引導鏡面及/或光束放大器之光束傳送系統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SO為汞燈時，輻射源SO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可包含用於調整輻射光束B之角強度分布的調整器AD。通常，可調整照明器IL之瞳孔平面中之強度分布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可包含各種其他組件，諸如，積光器IN及聚光器CO。照明器IL可用以調節輻射光束B，以在其橫截面中具有所要均一性及強度分布。
輻射光束B入射於被固持於支撐結構(例如，光罩台MT)上之圖案化設備(例如，光罩MA)上，且由圖案化設備圖案化。在橫穿光罩MA後，輻射光束B穿過投影系統PS，投影系統PS將光束B聚焦至基板W之目標部分C上。借助於第二***PW及位置感測器IF(例如，干涉量測設備、線性編碼器，或電容性感測器)，基板台WT可精確地移動，例如，以便在輻射光束B之路徑中定位不同目標部分C。類似地，第一***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之路徑來精確地定位光罩MA。一 般而言，可借助於形成第一***PM之一部分的長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現光罩台MT之移動。類似地，可使用形成第二***PW之一部分的長衝程模組及短衝程模組來實現基板台WT之移動。在步進器(與掃描器相對)之情況下，光罩台MT可僅連接至短衝程致動器，或可為固定的。可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準光罩MA及基板W。儘管如所說明之基板對準標記P1、P2佔用專用目標部分，但其可位於目標部分之間的空間中(此等被稱為切割道對準標記)。類似地，在一個以上晶粒提供於光罩MA上之情形中，光罩對準標記M1、M2可位於該等晶粒之間。
本發明係關於定位微影裝置之可移動元件中的一者。較佳地，使用控制器來定位支撐台MT、WT。根據本發明之定位包含相對於裝置之框架或相對於移動元件或非材料元件來定位支撐台。非材料元件可為空中影像。空中影像為在照明期間圖案化設備至基板上之影像。
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B之整個圖案一次性投影至目標部分C上時，使光罩台MT及基板台WT保持基本上靜止(亦即，單次靜態曝光)。接著，使基板台WT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，曝光場之最大尺寸限制單次靜態曝光中所成像之目標部分C的尺寸。
2.在掃描模式中，在將被賦予至輻射光束B之圖案投影 至目標部分C上時，同步地掃描光罩台MT及基板台WT(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相對於光罩台MT之速度及方向。在掃描模式中，曝光場之最大尺寸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B之圖案投影至目標部分C上時，使光罩台MT保持基本上靜止，從而固持可程式化圖案化設備，且移動或掃描基板台WT。在此模式中，通常使用脈衝式輻射源，且在基板台WT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設備。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化設備(諸如，如以上所提及之類型的可程式化鏡面陣列)之無光罩微影術。
亦可使用對以上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。可以使得可相對於基板台而以比使用目前技術水平系統可能另外為可能之精確度高的精確度來執行基板之對準的方式而在量測系統中體現本發明。
圖2示意性地描繪經設計以在三個共平面自由度中精確地量測基板台2之位置的移位量測系統1，例如，在第一方向上之位置(亦即，x位置)、在第二方向上之位置(亦即，y位置)，及與圍繞垂直於第一方向及第二方向之軸之旋轉(亦即，圍繞z軸Rz之旋轉)相關的位置，z軸為垂直於圖2所示之x軸及y軸的軸。
在所示實施例中，移位量測系統1包含安裝於微影裝置上之四個鄰近柵格板3。每一柵格板3具備一具有高得足以獲得所需精確度之解析度的柵格。在所示實施例中，因為柵格板3之實體維度受限制，所以使用四個柵格板3。然而，必須理解，亦可使用包含不同數目或形狀之柵格板的其他配置。舉例而言，儘管生產昂貴，但可使用工作區域之尺寸的單一柵格板。
柵格板3可安裝於單獨框架(亦即，所謂的度量衡框架)上或為投影系統PS之一部分的透鏡上。柵格板3為配置於在第一方向及第二方向上(亦即，在x方向及y方向上)延伸之平面中的大體上平坦板。柵格板3以使得每一柵格板3之至少一側鄰近於另一柵格板3之一側的方式而定位。共同地，柵格板3大體上覆蓋基板台2之所有所需位置，使得量測系統1持續能夠量測基板台2之位置。
在所示實施例中，基板台2配置於柵格板3下方。在基板台2上，配置兩個x感測器4、5及兩個y感測器6、7。感測器4、5、6、7經配置以量測基板台2相對於各別柵格板3上之柵格的位置。x感測器4、5經配置用於量測在x方向上基板台2之位置。y感測器6、7經配置用於量測在y方向上基板台2之位置。自兩個x感測器4、5及兩個y感測器6、7中之一對(x、x；x、y；y、x或y、y)所獲得的資訊可用以判定圍繞z軸之旋轉，亦即，在x－y平面中之旋轉。藉由兩個x感測器4、5及兩個y感測器6、7中之三者，有可能以高精確度(奈米或次奈米解析度)來持續判定在三個共平面自由 度(x、y、Rz)中基板台2之位置。通常，需要能夠在微影裝置內於所有可能位置處判定基板台2之位置(在此微影裝置之正常使用期間可能出現的位置)。此等可能位置可包括曝光區域、用於朝向及遠離曝光區域移動之轉移區域、對準及調平區域，及基板交換區域。
可如美國申請案US 2004/0263846 A1中所描述來設計x感測器及y感測器中之每一者，其文件以引用之方式併入本文中。
四個感測器4、5、6、7之配置與四個柵格板3之鄰近配置的組合致能自一柵格板3至另一柵格板3之感測器接管。在感測器接管期間(亦即，當首先與第一柵格板3協作之第一感測器朝向其將與第二柵格板3協作所在之位置移動時)，第二感測器可提供信號以確保持續量測。接著，當第一感測器在第二柵格板3之範圍內時(可能地在重新初始化之後)，第一感測器可再次提供表示基板台2之位置的信號。
如以上所描述，兩個x感測器4、5及y感測器6、7中之三者使有可能判定在三個共平面自由度中基板台2之位置。因此，存在一個冗餘感測器。在其他感測器中之一者不能被使用(例如，因為其在柵格板3之範圍外部，或柵格板3中之損壞區域導致彼位置上之感測器不能夠量測)的情況下，可使用冗餘感測器。
藉由選擇性地使用可各自適當地判定表示在x方向或y方向上之位置之信號的三個感測器之集合，可獲得持續控 制。可藉由選擇設備來執行各別x感測器及y感測器之選擇。各別柵格板3之選擇/挑選視基板台2之位置而定。當所有四個感測器4、5、6、7可傳送信號時，可出於校準目的而使用由冗餘感測器所產生之信號。
圖3示意性地描繪根據本發明之第一實施例之控制系統之一部分的橫截面圖。在本發明之第一實施例中，控制系統包含支撐第一量測系統之框架11。在第一實施例中，第一量測系統包含經配置用於量測在第一座標系統中基板18之位置的對準模組或對準系統19。對準系統19之可能量測結果為：基板18在位置(a1 、b1 、c1 )中，其中下標指示座標在第一座標系統中。當在中性軸之位置處偵測到標記時，對準系統19將0、0指示為標記之經對準位置。
控制系統經配置以控制經配置以支撐基板18之基板台12。控制系統使用第二量測系統(13、14、15、16)來控制基板台12之位置。第二量測系統(13、14、15、16)量測在第二座標系統中基板台12之位置。第二量測系統(13、14、15、16)包括由框架11所支撐之柵格板13。基板台12可移動地定位於柵格板13下方。藉由以在下文中將解釋之方式來量測在第二座標系統中基板台12相對於柵格板13之作為時間函數的位置來控制基板台12之位置。對準系統19在第二座標系統中具有假定位置(k2 、l2 、m2 )。假定位置係藉由校準、設計或藉由參考量測來判定且儲存於控制系統中或另外可用於控制系統。
柵格板13為第二座標系統所耦接至之參考結構之實施 例。該柵格板13為微影裝置中之大物件且如此具有實質重量。柵格板儘管連接至微影裝置之主框架，但其可具有至少針對奈米域之不穩定位置。本發明之一實施例係旨在克服此效應且改良基板及/或基板台相對於另一物件(諸如，框架或圖案化設備或圖案化設備之空中影像)之定位。
因為基板台12在第二量測系統(13、14、15、16)之控制下，所以當量測基板18之位置時基板台12的位置為已知的且在此情況下為(x2 、y2 、z2 )，其中下標指示座標在第二座標系統中。
控制系統包含控制器(未圖示)，控制器將基板18之由對準系統19相對於第一座標系統所量測的位置(a1 、b1 、c1 )轉換成在第二座標系統中基板台12之位置。視在第二座標系統中對準系統19之假定位置(k2 、12 、m2 )及在第一座標系統中基板18之經量測位置(a1 、b1 、c1 )而判定在第二座標系統中基板18之位置。當量測到基板18之位置時，控制器將此耦接至基板台12之位置(x2 、y2 、z2 )。在此轉換之後，可藉由定位基板台12來定位基板18。
相對於柵格板13來量測基板台12之位置。在柵格板13之面向基板台12的表面側處，提供柵格14。在基板台12上，配置感測器15、16。感測器15、16可為類似於參看圖2所論述之x感測器4、5或y感測器6、7的x感測器或y感測器。因此，x感測器經配置用於量測在x方向上基板台12之位置，而y感測器經配置用於量測在y方向上基板台之位置。感測器15、16經配置用於量測基板台12相對於柵格板13上 之柵格14的位置。
在一實施例中，第二量測系統13、14、15、16為增量位置量測系統。增量位置量測系統不提供絕對位置量測，但藉由計數在自第一位置至第二位置之移位期間所偵測之增量的數目而提供關於在第一位置與第二位置之間所行進之距離的資訊。在此實施例中，柵格板13上之柵格14包含週期性結構，例如，具有週期p之光柵。藉由查看增量內之位置來判定最終位置，亦即，基板台12相對於整個增量之最後通過已移動的距離，其導致在0與1之間的值，亦被稱作"相位"。可在美國申請案2007/0052976中找到關於該增量位置量測系統之更多細節，其文件以引用之方式併入本文中。
如以上所描述之增量位置系統可與用於所謂歸零之參考系統組合而加以使用。該參考系統亦可連接至參考框架11。參考系統提供參考或零位置以提供可執行增量位置量測所根據之基礎。另外，該組合致能絕對位置判定。畢竟，基板台12之藉由增量位置系統(在一實施例中為第二量測系統13、14、15、16)來計數增量所量測的位置在判定起始位置(自其計數增量)時致能絕對位置之計算。在美國申請案2004/0211921中更詳細地描述如以上所描述之參考系統的實施例，其文件以引用之方式併入本文中。
控制系統進一步包含為移位量測模組之位置誤差感測器25。位置誤差感測器25經配置用於判定對準系統19與柵格板13之間作為時間函數的相對位置。如圖3所描繪，例示 性實施例中之位置誤差感測器25包含兩個部分：第一感測器部分27及第二感測器部分29。在一例示性實施例中，兩個感測器部分27、29分別表示偵測信號產生及接收單元與反射元件。偵測信號產生及接收單元27經配置以在反射元件29之方向上產生偵測信號，且在自反射元件29反射之後偵測經反射偵測信號之至少一部分。偵測信號自偵測信號產生及接收單元27朝向反射元件29行進及返回所花費之時間構成偵測信號產生及接收單元27與反射元件29之間的相對位置之量測。偵測信號產生及接收單元27耦接至柵格板13且因此與柵格板13一起移動。反射元件29耦接至對準系統19且因此與對準系統19一起移動。因此，可藉由位置誤差感測器25來量測對準系統19與柵格板13之間的相對位置。
或者，位置誤差感測器25之第一感測器部分27及第二感測器部分29可分別表示偵測信號源及偵測信號偵測器。偵測信號源(例如)可連接至柵格板13且經配置以在偵測信號偵測器之方向上提供偵測信號。偵測信號偵測器可連接至對準系統19且經配置以偵測由偵測信號源所產生之偵測信號的至少一部分。若已知偵測信號源相對於柵格板13之位置及偵測信號偵測器相對於對準系統19之位置，則偵測信號自偵測信號源朝向偵測信號偵測器行進所花費之時間為對準系統19與柵格板13之間的相對位置之量測。
熟習此項技術者將理解，在本發明之實施例中，可使用與以上所描述之感測器25之實施例不同的感測器類型。或 者，位置誤差感測器25可為包含兩個部分27及29之電容性感測器，或包含兩個部分27及29之編碼器類型感測器。
感測器25可經配置用於與控制器(未圖示)通信。控制器可包含經配置以計算對準系統19與柵格板13之間隨時間之相對位置的處理器。
熟習此項技術者將理解，即使藉由參考具有在x方向及y方向上之柵格14(亦即，二維柵格)的柵格板13來描述控制系統，亦有可能向控制系統提供具有包含在單一方向上之柵格14的結構。在彼情況下，控制系統經配置以監視在一個維度中之位置。
圖4示意性地描繪根據本發明之第二實施例之控制系統之一部分的橫截面圖。在控制系統之此實施例中，位置誤差感測器25之第一感測器部分31(圖3中展示為感測器部分27)連接至對準系統19，且感測器25之第二感測器部分33(圖3中展示為感測器部分29)連接至柵格板13。此實施例中之位置誤差感測器25以與在圖3中所描繪及參看圖3所描述之第一實施例之位置誤差感測器25之實施例類似的方式而操作。
圖5示意性地描繪根據本發明之另一實施例之控制系統之一部分的橫截面圖。控制系統包含兩個子系統－第一子系統及第二子系統。圖4中示意性地描繪之第一子系統(例如，第二實施例之子系統)包含柵格板43a及第一對準系統49。第一對準系統49具有中性軸，在圖5中由表示為參考數字50之虛線表示。第一對準系統49及柵格板43a均與框 架11連接。第一子系統經配置以判定位於基板台12上之基板18的位置，基板台12經配置用於在柵格板43a下方移動。在柵格板43a之面向基板台12的表面側處，提供柵格44a。類似地，如在上文中所描述，基板台12可具備經配置用於量測基板台12相對於柵格板43a上之柵格44a之位置的感測器15、16。
第一子系統進一步包含第一位置誤差感測器45，例如，圖4中示意性地描繪之位置誤差感測器25。第一位置誤差感測器45經配置以判定第一對準系統49與柵格板43a之間作為時間函數的相對位置。第一位置誤差感測器45可包含(例如)分別類似於如在上文中參看圖3及圖4所描述之第一感測器部分27、31及第二感測器部分29、33的兩個部分。
第二子系統(亦被稱作另一子系統)包含柵格板43b及第二對準系統59，通常如在圖5中示意性地描繪之實施例中結合投影系統PS所配置。第二對準系統59具有中性軸，在圖5中由表示為參考數字60之虛線表示。第二對準系統59及柵格板43b均與框架11連接。第二子系統亦經配置以判定位於基板台12上之基板18的位置，然而，在此情況下係相對於在柵格板43b下方之移動。柵格板43b可(正如柵格板43a)具備柵格44b，使得基板台12相對於柵格板43b上之柵格44b的位置可藉由提供於基板台12上之感測器15、16來判定。
第二子系統進一步包含第二位置誤差感測器55。第二位置誤差感測器55經配置以判定第二對準系統59與柵格板 43b之間的相對位置，且在此實施例中因此亦判定投影系統PS與柵格板43b之間作為時間函數的相對位置。第二位置誤差感測器55亦可包含(例如)分別類似於如前文參考第一及第二實施例所描述且在圖3及圖4中所描繪之第一感測器部分27、31及第二感測器部分29、33的兩個部分。
在控制系統之一實施例中，第一位置誤差感測器45為類似於圖3所描繪之位置誤差感測器25的感測器，亦即，其第一感測器部分連接至柵格結構(例如，柵格板43b)。在此實施例中，另一方面，第二位置誤差感測器55為類似於圖4所描繪之位置誤差感測器25的感測器，亦即，感測器之第一感測器部分連接至投影系統PS。
第一位置誤差感測器45可經配置用於(例如)經由控制器(未圖示)而與第二位置誤差感測器55通信。將參看圖6來解釋關於前述通信之形式及內容的另外細節。
熟習此項技術者將理解，即使分別藉由參考具有柵格44a、44b之柵格板43a、43b來描述第一子系統及第二子系統，但兩個子系統亦有可能均包含具備在單一方向上之單一柵格的結構。在彼情況下，控制系統經配置以監視在一個維度中之位置。
必須理解，在圖3至圖5中對X、Y方向之參考意欲描繪：在本發明之實施例中，基板台12可在第一方向(例如，X方向)上移動，以便獲得提供於基板台12上之基板18與對準系統19、49、59中之一者在X方向上的對準位置，而藉由感測器15、16(在此情況下為第一編碼器類型感測 器，亦即，x感測器)而相對於柵格板13、43a、43b中之一者來監視基板台12之X位置。類似地，基板台12可在第二方向(例如，Y方向)上移動，以便獲得提供於基板台12上之基板18與對準系統19、49、59中之一者在Y方向上的對準位置，而藉由感測器15、16(在此情況下為第二編碼器類型感測器，亦即，y感測器)而相對於柵格板13、43a、43b中之一者來監視基板台12之Y位置。X方向可正交於Y方向。
類似地，位置誤差感測器25、45、55可包含兩個感測器元件，亦即，經配置用於量測各別對準系統19、49、59與各別柵格板13、43a、43b之間在第一方向(例如，X方向)上作為時間函數之相對位置的感測器元件，及經配置用於量測各別對準系統19、49、59與各別柵格板13、43a、43b之間在第二方向(例如，Y方向)上作為時間函數之相對位置的感測器元件。每一感測器元件可接著包含第一感測器部分及第二感測器部分，如在上文中所描述。
如在上文中所提及，在本發明之實施例中，僅量測在單一方向(例如，僅X方向或僅Y方向)上之量測。在該情況下，感測器25、45、55可經配置用於僅在單一方向上之量測。
隨著持續需要成像愈來愈小之圖案以形成具有更高組件密度之設備，同時保持每單位時間所製造之圖案的數目相同，或甚至增加彼數目，需要更快地執行微影裝置內之眾多任務。因此，基板台12之加速度及減速度同樣增加，其 可導致柵格板振動。通常，柵格板13、43a、43b之振動在100 Hz至300 Hz之間，尤其對於水平振動(亦即，與具備至少一柵格14、44a、44b之結構(例如，柵格板13、43a、43b)之表面共平面的振動)而言在160 Hz至180Hz之間，且對於垂直振動(亦即，垂直於具備至少一柵格13、43a、43b之結構(例如，柵格板13、43a、43b)之表面的振動)而言在250 Hz至300 Hz之間。
在替代實施例中，位置誤差感測器25量測柵格板13之位置且藉此量測柵格14相對於框架11之位置。第一對準系統19相對於框架11之位置被假定為固定的。在此實施例中，位置誤差感測器25量測第一量測系統(包括(例如)對準系統19)與第二量測系統(包括(例如)柵格板13及柵格14)之間的相對距離中之僅變化組件。或者，第一量測系統(包括對準系統19)相對於框架11之位置可由位置誤差感測器25量測，且柵格板13之位置且藉此柵格14相對於框架11之位置被假定為固定的。
圖6示意性地描繪用於使用如圖5中示意性地描繪之另一實施例之控制系統來改良位置控制之方法的流程圖。控制系統之一或多個元件經致能以與控制器61通信。控制器61可包含處理器63及記憶體65。將使用來自前圖之標號而參看圖7來論述關於處理器63及記憶體65之可能實施例的更多細節。
控制器61經配置以基於由位置誤差感測器(例如，第一位置誤差感測器45及第二位置誤差感測器55)所執行之一 或多個量測來修改某些控制參數。
在使用第一位置誤差感測器45的情況下，在動作71中將關於第一對準系統49與柵格板43a之間作為時間函數之相對位置的量測資料轉移至控制器61。類似地，在使用第二位置誤差感測器55的情況下，在動作73中將關於第二對準系統59與柵格板43b之間作為時間函數之相對位置的量測資料轉移至控制器61。控制器61可以此後將描述之不同方式來使用來自一或多個位置誤差感測器45、55之量測資料。可以在回顧本揭示案後即變得顯而易見之各種方式來組合控制器61可藉以使用位置誤差信號之不同方式。
在一實施例中，控制器61使用藉由用以使第一量測系統(其(例如)包括對準系統19、49)與第二量測系統(其(例如)包括柵格板13、43a、43b)之間的相對移動減幅之位置誤差感測器25的量測。如前文所解釋，第一量測系統(其(例如)包括對準系統19、49)在耦接至第二量測系統(其(例如)包括柵格板13、43a、43b)之第二座標系統中具有假定位置。在此實施例中，將來自位置誤差感測器25之位置誤差信號饋入至致動器(未圖示)，以將第一量測系統(包括(例如)對準系統19、49)及/或第二量測系統(包括(例如)柵格板13、43a、43b)驅動至假定相對位置。當直接量測第一量測系統與第二量測系統之相對位置時且亦當第一量測系統及第二量測系統中之一者被假定為固定且另一量測系統相對於框架之位置經量測時，可應用此方法。因此，致動器使第一量測系統與第二量測系統之相對移動減幅。
在一實施例中，控制系統經配置以接收在第二座標系統中第一量測系統(其(例如)包括對準系統19、49)與基板台12之目標相對位置。意圖為在第一量測系統及基板台12在其目標相對位置中時量測基板18之位置。藉此，說明在第二座標系統中第一量測系統之假定位置。因為目標相對位置在第二座標系統中且第一量測系統(其(例如)包括對準系統19、49)之實際位置圍繞其假定位置而變化，所以藉由第一量測系統之實際量測包含誤差。在此實施例中，控制器61使用來自位置誤差感測器25之信號以視位置誤差信號而控制支撐結構之位置且在藉由第一量測系統來量測基板18之位置時控制目標相對位置。更具體而言，控制器61調整支撐結構12之位置以補償在第二座標系統中第一量測系統之實際位置與假定位置之間的偏差。或者，控制第一量測系統之位置以(例如)藉由減幅系統來補償第一量測系統之實際位置與假定位置之間的偏差。哪一量測系統振動或是否兩個量測系統均振動並不重要；耦接至各別量測系統之座標系統的相對位置被控制。
儘管諸圖關於基板台12來說明本發明，但基板台12僅為待與本發明組合而加以使用之支撐結構之實施例。在一實施例中，在第二座標系統中具有假定位置之支撐結構為用於支撐圖案化設備MA之主光罩平台。在一實施例中，第二量測系統經配置以量測固持圖案化設備之支撐結構MT之位置。意圖為在第一量測系統及支撐結構MT在目標相對位置中時量測圖案化設備之位置。藉此，說明在第二座 標系統中第一量測系統之假定位置。因為目標相對位置在第二座標系統中且第一量測系統(其(例如)包括圖案化設備對準系統)之實際位置圍繞其假定位置而變化，所以藉由第一量測系統之實際量測包含誤差。又，在此實施例中，可使用位置誤差感測器來量測誤差信號。控制器61可使用來自位置誤差感測器之信號以視位置誤差信號而控制支撐結構MT之位置且在藉由第一量測系統來量測圖案化設備之位置時控制目標相對位置。更具體而言，控制器61調整支撐結構MT之位置以補償在第二座標系統中第一量測系統之實際位置與假定位置之間的偏差。或者，控制第一量測系統之位置以(例如)藉由減幅系統來補償第一量測系統之實際位置與假定位置之間的偏差。哪一量測系統振動或是否兩個量測系統均振動並不重要；耦接至各別量測系統之座標系統的相對位置被控制。
在又一實施例中，控制器61經配置以根據經接收誤差信號或視經接收誤差信號而校正圖案化設備MA之支撐結構MT之位置，以用於校正用於量測基板台18上基板W之位置之第一量測系統的假定位置，同時使用第二量測系統來量測基板台18之位置。當圖案化設備與基板18之組合重要時(諸如，在照明期間)，該校正為有利的。圖案化設備將提供圖案之空中影像至基板上。事實上，儘管針對基板台18來量測誤差信號，但根據此實施例來調適空中影像之位置。藉由根據誤差信號來定位圖案化設備之支撐結構而調適空中影像之位置。在無根據本發明之校正的情況下，可 能視由基板台所載運之基板之假定位置而定位空中影像。然而，可藉由視來自誤差感測器之經接收誤差信號而定位圖案化設備之支撐結構MT來校正空中影像相對於基板之位置。
在又一實施例中，控制器61經配置以根據經接收誤差信號來校正基板台18之位置，以用於校正用於量測固持於支撐結構MT中之圖案化設備MA之位置之第一量測系統的假定位置，同時使用第二量測系統來量測支撐結構MT之位置。
在又一實施例中，自兩個第一獨立量測系統(諸如，用於定位基板台18及支撐結構MT之量測系統)接收兩個誤差信號。控制器能夠自經接收信號計算組合誤差，且可使用經計算誤差組合信號來校正兩個支撐結構18、MT中之一者的定位。
在一實施例中，控制器61經配置以將在第一座標系統中基板18之位置轉換成在第二座標系統中基板台12之經轉換位置，此係使用：基板之由第一量測系統(其(例如)包括對準系統19、49)所量測的位置
在第二座標系統中第一量測系統之假定位置
在第二座標系統中支撐結構(例如，基板台12)之位置
且亦經配置以視位置誤差信號而校正經轉換位置。此在上文中關於圖3所示之例示性實施例得以解釋。
或者，如在使用圖3所描述之第一實施例中，然後不校 正經轉換位置。實情為，使用在第二座標系統(其耦接至可包括(例如)柵格板13、43a之第二量測系統)中第一量測系統(其(例如)包括對準系統19、49)之實際位置以將基板18之位置轉換成在第二座標系統中基板台12之經轉換位置。藉由以來自位置誤差感測器25之位置誤差信號來校正假定位置而獲得在第二座標系統中第一量測系統之實際位置。
實務上，可藉由定位基板台12以用於以由經圖案化輻射光束B所形成之影像來照明基板18而遵循控制器61可藉以使用位置誤差信號之不同方式。藉由使用經轉換位置，相對於光束B中之圖案來定位基板18，使得可獲得優良覆蓋。或者或另外，第一量測系統包含用於量測基板18之背離基板台12之表面之位置的位準感測器，且控制系統能夠致使表面精確地至焦點(亦即，在經圖案化光束B中形成有清晰影像之位置處)。
在先前實施例中，在根據本發明之量測配置之實施例中，可能需要調適(亦即，同步或計算)不同感測器(例如，感測器45、55及對準系統49、59)之取樣動差(sampling moment)。
應理解，如在整個此本文中所使用之控制器61之處理器63可建構於如圖7所示之電腦總成100中。電腦總成100可為在根據本發明之總成之實施例中以控制器61之形式的專用電腦，或者為控制微影投影裝置之中央電腦。連接至處理器63之記憶體65可包含許多記憶體組件，諸如，硬碟 111、唯讀記憶體(ROM)112、電子可抹除可程式化唯讀記憶體(EEPROM)113及隨機存取記憶體(RAM)114。並非所有前述記憶體組件均需要存在。此外，前述記憶體組件不必緊接於處理器63或緊接於彼此而實體地定位。其可以較遠距離而定位。
處理器63亦可連接至某種使用者介面，例如，鍵盤115或滑鼠116。亦可使用為熟習此項技術者已知之觸模式螢幕、追蹤球、語音轉換器或其他介面。
處理器63可連接至讀取單元117，讀取單元117經配置以自資料載體(如軟碟118或CDROM 119)讀取資料且在某些情況下將資料儲存於資料載體上。又，可使用為熟習此項技術者已知之DVD或其他資料載體。
處理器63亦可連接至印表機120以將輸出資料印出於紙張上以及至顯示器121，例如，監視器或LCD(液晶顯示器)或為熟習此項技術者已知之任何其他類型的顯示器。
處理器63可藉由負責輸入/輸出(I/O)之傳輸器/接收器123來連接至通信網路122，例如，公眾交換電話網路(PSTN)、區域網路(LAN)、廣域網路(WAN)，等等。處理器63可經配置以經由通信網路122而與其他通信系統通信。在本發明之一實施例中，外部電腦(未圖示)(例如，操作者之個人電腦)可經由通信網路122而登錄至處理器63中。
處理器63可經建構為獨立系統或為並行地操作之許多處理單元，其中每一處理單元經配置以執行更大程式之子任 務。處理單元亦可劃分成具有若干次處理單元之一或多個主處理單元。處理器63之某些處理單元可甚至以遠離於其他處理單元之距離而定位且經由通信網路122而通信。
電腦總成100可經配置用於載入包含電腦可執行碼之電腦可讀媒體(亦被稱作電腦程式產品)。此可使電腦總成100能夠在載入電腦可讀媒體上之電腦可執行碼時執行在微影裝置中控制如基板台12之支撐結構之前述方法的實施例。
在本發明之實施例中，藉由縮減對溫度之依賴性來增強位置誤差感測器25、第一位置誤差感測器45或第二位置誤差感測器55之量測精確度。此(例如)可藉由將位置誤差感測器25之第一感測器部分27安裝於具有低熱膨脹係數(例如，具有低於0.1x10－6 K－1 或低於2x10－8 K－1 之值)之部件上來進行。部件係(例如)由ZerodurTM 玻璃陶瓷(由Schott Glas,Hattenbergstrae 10 55120,Mainz,Germany製造)製成。部件之功能為縮減第一感測器部分27與第二感測器部分29之間的距離，且向第一感測器部分27提供不視溫度而定之位置。
在一實施例中，第一感測器部分27包含雷射及偵測器，且第二感測器部分29包含鏡面，且偵測信號在第一感測器部分27與第二感測器部分29之間行進穿過氣體。共同地，第一感測器部分27及第二感測器部分29作為量測參數之干涉計而操作，參數視偵測信號自第一感測器部分27行進至第二感測器部分29且返回之時間而定，如在上文中所解釋。此時間視光學折射率而定，光學折射率又視氣體之溫 度而定。第一感測器部分27與第二感測器部分29之間的距離愈大，溫度對時間之絕對影響愈大。縮減距離會縮減溫度對絕對時間之影響。將瞭解，儘管部件可能仍經歷膨脹且藉此影響第一感測器部分27與第二感測器部分29之間的路程長度(因為第一感測器部分27安裝於部件上)，但此影響藉由製造具有適當低熱膨脹係數之材料之部件而遠小於溫度對時間可能具有之影響。
亦將瞭解，其他實施例同樣為可能的，諸如，具有用於安裝第二感測器部分29之另一部件、僅具有用於第二感測器部分29且不用於第一感測器部分27之部件。又，位置誤差感測器25應能夠判定第一感測器部分27及第二感測器部分29之移位，且因此可包含光學編碼器系統或可一般而言包含偵測信號源作為第一感測器部分27或第二感測器部分29及偵測信號偵測器作為其他感測器部分，如在上文中所解釋。又，位置誤差感測器25可具有第三感測器部分(未圖示)，第三感測器部分量測部件與另一部件之間的距離，兩個部件均包含具有低熱膨脹係數之材料，其中第三感測器部分(例如)藉由安裝於框架11上或甚至安裝於微影裝置之另一部分或另一框架上而遠離於部件及另一部件而定位。
如之前所提及，經配置用於量測在第二座標系統中基板台12之位置的第二量測系統可為增量位置量測系統，增量位置量測系統始於某一起始位置(亦即，藉由如以上所描述之參考系統所判定的參考或零位置)且計數沿自起始位 置朝向實際位置之路徑的增量。藉由使用美國專利申請案2007/0052976中更詳細地解釋之相位捕獲技術，基板台12可移動而無關於知道其在第二座標系統中之位置的任何精確度損失。
然而，在微影裝置內漂移之情況下，可能不會良好地界定基板台12之前述起始位置。結果，由第二量測系統所執行之位置量測可能不精確。當存在超過二分之一增量之偏移時特別為此情況。
第二量測系統可能提供不精確結果之另一情形為(例如)歸因於由於溫度變化之膨脹或收縮而改變柵格板上之柵格之週期性結構之週期性的情形。
在該等情況下，存在在自一量測子系統切換至另一量測子系統時在定位中產生誤差之危險，例如，在圖5中，在自藉由第二量測子系統相對於具有柵格44a之柵格板43a之位置量測移動至藉由第二量測子系統相對於具有柵格44b之柵格板43b之位置量測時。
由於控制系統中之溫度變化而可能出現漂移。然而，漂移可能不僅與溫度相關。漂移亦可能由材料鬆弛或藉由外力之變形而導致。
在本發明之實施例中，分別具備柵格14、44a、44b之柵格板13、43a、43b可連接至量測框架11，使得熱中性點可界定於由柵格14、44a、44b所形成之平面中。為空間中之虛擬點的熱中性點回應於熱變化而保持不受影響，亦即，其不受量測框架11之膨脹及/或收縮影響。熱中性點可與 對準系統之中性軸(例如，如圖3及圖4中示意性地描繪之對準系統19的中性軸20)相符。在實施例中，可存在一個以上熱中性點。再次，此等熱中性點可與對準系統之中性軸相符。舉例而言，在使用圖5中示意性地描繪之實施例的情況下，第一熱中性點可與第一對準系統49之中性軸50相符，且第二熱中性點可與第一對準系統59之中性軸60相符。或者，對於此實施例，第二熱中性點可與投影系統PS之光軸相符。
在一實施例中，為了獲得熱中性位置，柵格板13、43a、43b藉由作為連接件21之許多(尤其為三個)板片彈簧而連接至量測框架11。具備該實施例之由參考數字83所表示之柵格板的俯視圖示意性地展示於圖8中。在此實施例中，使用三個板片彈簧81a、81b、81c。板片彈簧81a、81b、81c在相對於彼此為120度之角度下圍繞由參考數字85所表示之熱中性點而在單一平面中定位於柵格板83上。如前文所提及，熱中性點為空間中之虛擬點。因此，若(例如)出於定位對準系統或其類似物之目的而在柵格板83中提供開口，則熱中性點可實際上在不存在柵格板83的位置處。在虛線圓87被認為係柵格板83中之開口的情況下，此情形示意性地展示於圖8中。
在實施例中，柵格板13、43a、43b係由具有低熱膨脹係數(例如，具有低於0.1 * 10－6 K－1 或低於2 * 10－8 K－1 之值)之材料製成。柵格板13、43a、43b可(例如)包含ZerodurTM (由Schott Glas,Hattenbergstraβe 10,55120 Mainz, Germany製造)。
在實施例中，量測框架11包含具有高熱傳導係數(例如，具有大於150 Wm－1 K－1 之值)之材料。量測框架11可(例如)由鋁製成。量測框架11可與複數個溫度感測器(其在一實施例中位於量測框架之外部邊緣處)連接。複數個溫度感測器相對於量測框架11之適當定位可在知道相對於溫度變化而製造量測框架11所用之材料的行為時致能量測框架11回應於溫度變化而相對於形狀及尺寸之行為的預測。如此開發之模型可又用以回應於由複數個溫度感測器所獲得之溫度量測來判定量測框架11之形狀及尺寸。如在圖3及圖4中可見，對準系統19可連接至量測框架11。因此，若量測框架11改變形狀及/或尺寸，則對準系統19之位置同樣可改變。前述模型現可用以補償由對準系統19由於量測框架之形狀及/或尺寸改變之位置改變所獲得的量測誤差。或者或另外，模型可用以修正基板台之軌跡以補償前述量測誤差。
如在圖3、圖4及圖5中可見，眾多元件可連接至量測框架11。在具有第一對準系統49及第二對準系統59(如圖5中示意性地描繪)之實施例中，可藉由使用如之前所描述之模型來監視對準系統49、59之中性軸50、60分別相對於彼此的移動。若通信地連接至控制器(如參看圖6所論述之控制器61)，則基板台12之移動可分別針對第一對準系統49與第二對準系統59之中性軸50、60之間的相互距離之前述變化而被補償。
在微影裝置中，遵循用以將圖案曝光於隨後提供之許多基板上的程序。基板台12至起始位置之移動及朝向適於與對準系統49對準之位置之後續移動以及在藉由第二對準系統59所對準之位置處之曝光的過程被稱作基板循環。當隨後提供基板時，重複地遵循該過程。未由溫度(例如，由材料鬆弛或由於外力之變形)所導致之漂移通常較慢。藉由相對於熱中性位置來監視起始位置，可補償該非溫度相關漂移。不與溫度相關之漂移通常較慢，亦即，其花費眾多基板循環來獲得超過二分之一增量的漂移。因此，在一實施例中，在前述監視中，自許多基板循環所獲得之量測可經平均化以相對於雜訊位準來改良效能。
儘管在此本文中可特定地參考微影裝置在IC製造中之使用，但本文所描述之微影裝置可具有其他應用，諸如，製造積體光學系統、用於磁域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。將瞭解，在該等替代應用之情境中，可認為本文對術語"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)軌道(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所提及之基板。適用時，可將本文之揭示應用於該等及其他基板處理工具。另外，可將基板處理一次以上，(例如)以便形成多層IC，使得本文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。
儘管以上可特定地參考在光學微影術之情境中對本發明之實施例的使用，但將瞭解，本發明可用於其他應用(例如，壓印微影術)中，且在情境允許時不限於光學微影術。在壓印微影術中，圖案化設備中之構形界定形成於基板上之圖案。可將圖案化設備之構形壓入被供應至基板之抗蝕劑層中，在基板上，抗蝕劑藉由施加電磁輻射、熱、壓力或其組合而固化。在抗蝕劑固化之後，將圖案化設備移出抗蝕劑，從而在其中留下圖案。
本文所使用之術語"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 nm、355 nm、248 nm、193 nm、157 nm或126 nm之波長)及遠紫外線(EUV)輻射(例如，具有在5 nm至20 nm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"在情境允許時可指代各種類型之光學組件中之任一者或組合，包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件。
儘管以上已描述本發明之特定實施例，但將瞭解，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，其含有描述如以上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該電腦程式。
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而言將顯而易見的為，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‧‧‧移位量測系統
2‧‧‧基板台
3‧‧‧柵格板
4‧‧‧x感測器
5‧‧‧x感測器
6‧‧‧y感測器
7‧‧‧y感測器
11‧‧‧框架
12‧‧‧基板台
13‧‧‧第二量測系統
14‧‧‧第二量測系統
15‧‧‧第二量測系統
16‧‧‧第二量測系統
18‧‧‧基板
19‧‧‧對準系統
20‧‧‧中性軸
21‧‧‧連接件
25‧‧‧位置誤差感測器
27‧‧‧第二感測器部分
29‧‧‧第二感測器部分
31‧‧‧第一感測器部分
33‧‧‧第二感測器部分
43a‧‧‧柵格板
43b‧‧‧柵格板
44a‧‧‧柵格
44b‧‧‧柵格
45‧‧‧位置誤差感測器
49‧‧‧對準系統
50‧‧‧中性軸
55‧‧‧位置誤差感測器
59‧‧‧對準系統
60‧‧‧中性軸
61‧‧‧控制器
63‧‧‧處理器
65‧‧‧記憶體
81a‧‧‧板片彈簧
81b‧‧‧板片彈簧
81c‧‧‧板片彈簧
83‧‧‧柵格板
85‧‧‧參考數字
87‧‧‧虛線圓
100‧‧‧電腦總成
111‧‧‧硬碟
112‧‧‧唯讀記憶體(ROM)
113‧‧‧電子可抹除可程式化唯讀記憶體(EEPROM)
114‧‧‧隨機存取記憶體(RAM)
115‧‧‧鍵盤
116‧‧‧滑鼠
117‧‧‧讀取單元
118‧‧‧軟碟
120‧‧‧印表機
121‧‧‧顯示器
122‧‧‧通信網路
123‧‧‧傳輸器/接收器
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
IN‧‧‧積光器
M1‧‧‧光罩對準標記
M2‧‧‧光罩對準標記
MA‧‧‧圖案化設備
MT‧‧‧支撐結構
P1‧‧‧基板對準標記
P2‧‧‧基板對準標記
PM‧‧‧第一***
PS‧‧‧投影系統
PW‧‧‧第二***
SO‧‧‧輻射源
W‧‧‧基板
WT‧‧‧基板台
X‧‧‧方向/軸
Y‧‧‧方向/軸
z‧‧‧軸
圖1描繪根據本發明之一實施例的微影裝置；圖2示意性地描繪先前技術移位量測系統；圖3示意性地描繪根據本發明之第一實施例之控制系統之一部分的橫截面圖；圖4示意性地描繪根據本發明之第二實施例之控制系統之一部分的橫截面圖；圖5示意性地描繪根據本發明之一實施例之控制系統之一部分的橫截面圖；圖6示意性地描繪根據本發明之一實施例之控制支撐結構之方法的流程圖；圖7示意性地描繪根據本發明之一實施例之可由控制系統所使用之電腦總成的實施例；圖8示意性地描繪連接至量測框架之柵格板的俯視圖。
11‧‧‧框架
12‧‧‧基板台
13‧‧‧第二量測系統
14‧‧‧第二量測系統
15‧‧‧第二量測系統
16‧‧‧第二量測系統
18‧‧‧基板
19‧‧‧對準系統
20‧‧‧中性軸
21‧‧‧連接件
25‧‧‧位置誤差感測器
27‧‧‧第二感測器部分
29‧‧‧第二感測器部分
X‧‧‧方向/軸
Y‧‧‧方向/軸
z‧‧‧軸

Claims (41)

  1. 一種用於控制一在一微影裝置中之支撐結構(2、12、MT)之控制系統，該控制系統包含：一第一量測系統(19、49)，該第一量測系統(19、49)經配置以在一第一座標系統中量測由該支撐結構所支撐之一物件(W、18、MA)之一位置；一第二量測系統(1、3、13、14、15、16、43a、44a)，該第二量測系統(1、3、13、14、15、16、43a、44a)經配置以在一第二座標系統中量測該支撐結構之一位置，該第一量測系統在該第二座標系統中具有一假定位置；及一控制器(61)，該控制器(61)經組態以：基於藉由該第二量測系統之量測來控制該支撐結構之該位置，將該物件之該經量測位置轉換成在該第二座標系統中該支撐結構之一經轉換位置，及基於該經轉換位置來定位該支撐結構；其中該控制器進一步經組態以接收指示在該第二座標系統中該第一量測系統(19、49)之該假定位置與一實際位置之間的一差之一位置誤差信號，且以一視該位置誤差信號而定之方式來控制該支撐結構之該位置及/或一空中影像(aerial image)，且其中該控制器(61)經進一步組態以使用該假定位置及該位置誤差信號來判定在該第二座標系統中該第一量測 系統(19、49)之該實際位置，且經組態成以一視該第一量測系統之該實際位置及該物件(W、18)之該經量測位置而定的方式來判定該經轉換位置。
  2. 如請求項1之控制系統，其中該控制器經配置成以一視該位置誤差信號而定之方式來定位一基板(18)之該支撐結構(2、12)。
  3. 如請求項1之控制系統，其中該控制器經配置成以一視該位置誤差信號而定之方式來定位一圖案化設備(MA)之一支撐結構(MT)。
  4. 如請求項1之控制系統，其中該控制器經配置成以一視該位置誤差信號而定之方式而藉由定位一另一支撐結構(MT)來控制該支撐結構(2、12)之該相對位置。
  5. 如請求項1至4中任一項之控制系統，其中該第二量測系統(1、3、13、14、15、16、43a、44a)包含該第二座標系統所耦接至之一參考結構(3、14、44a)。
  6. 如請求項5之控制系統，其中該控制器(61)經配置以藉由使用該位置誤差信號來控制該第一量測系統(19、49)與該參考結構(3、13、14、44a)之該等相對位置來使該位置誤差信號減幅。
  7. 如請求項5之控制系統，其中該參考結構包含一具有一小於0.1 * 10-6 K-1 及2 * 10-8 K-1 中之至少一者之熱膨脹係數的材料。
  8. 如請求項5之控制系統，其中該參考結構包含一柵格板(14)。
  9. 如請求項1至4中任一項之控制系統，其中該第二量測系統包含一編碼器類型感測器(15、16)。
  10. 如請求項8之控制系統，其中該第二量測系統為一增量位置量測系統。
  11. 如請求項9之控制系統，其中該控制系統進一步包含一經配置以提供待由該增量位置量測系統所執行之量測之一起始位置的參考系統。
  12. 如請求項1至4中任一項之控制系統，其中該控制器(61)經組態以接收該第一量測系統與該支撐結構(2、12、MT)之目標相對位置，且經組態以在使用該第一量測系統(19、49)來量測該物件(W、18、MA)之該位置時以一視該位置誤差信號及該等目標相對位置而定之方式來控制該支撐結構之該位置。
  13. 如請求項1至4中任一項之控制系統，其中該控制器(61)經組態以將在該第一座標系統中該物件(W、18、MA)之該位置轉換成在該第二座標系統中該支撐結構(2、12、MT)之一經轉換位置，此係基於：該物件之由該第一量測系統(19、49)所量測的該位置，在該第二座標系統中該第一量測系統之該假定位置，及在該第二座標系統中該支撐結構之該位置，且其中該控制器進一步經組態成以一視該位置誤差信號而定之方式來校正該經轉換位置。
  14. 如請求項1至4中任一項之控制系統，其中該第二量測系統(1、3、13、14、15、16、43a、44a)包含該第二座標系統所耦接至之一參考結構(3、14、44a)，其中該第一量測系統及該參考結構由一框架(11)支撐。
  15. 如請求項14之控制系統，其中該參考結構由該框架(11)藉由複數個連接件(21)支撐，使得一熱中性點形成於該參考結構之平面中。
  16. 如請求項15之控制系統，其中該等連接件(21)為板片彈簧。
  17. 如請求項15之控制系統，其中連接件(21)之數目等於三，且該等連接件(21)在相對於彼此為120度之角度下圍繞該熱中性點而定位於一單一平面中。
  18. 如請求項15之控制系統，其中該框架(11)包含一具有一大於150Wm-1 K-1 之熱傳導係數的材料。
  19. 如請求項1至4中任一項之控制系統，其進一步包含一經配置以量測一第一感測器部分(27、29、31、33)與一第二感測器部分(27、29、31、33)之間的一距離之位置誤差感測器(25、45)。
  20. 如請求項19之控制系統，其中該第一感測器部分連接至該第一量測系統及該第二量測系統中之至少一者。
  21. 如請求項20之控制系統，其中該第二感測器部分連接至該第一量測系統及該第二量測系統中之一者，使得該第一量測系統與該第二量測系統之間的該距離可直接被量測。
  22. 如請求項15之控制系統，其中該第二感測器部分連接至該框架(11)。
  23. 如請求項6之控制系統，其中該控制器(61)包含一減幅系統以使由該位置誤差信號所量測之該距離的變化減幅。
  24. 如請求項19之控制系統，其中該第一感測器部分及該第二感測器部分中之至少一者包含一具有一小於0.1x10-6 K-1 之熱膨脹係數的材料。
  25. 如請求項19之控制系統，其中該第一感測器部分及該第二感測器部分中之至少一者包含一具有一小於2x10-8 K-1 之熱膨脹係數的材料。
  26. 如請求項19之控制系統，其中該位置誤差感測器包含一干涉計。
  27. 如請求項19之控制系統，其中該位置誤差感測器包含一編碼器系統。
  28. 如請求項1至4中任一項之控制系統，其中該位置誤差信號指示在至少兩個維度中於該第二座標系統中該第一量測系統之該假定位置與一實際位置之間的一差。
  29. 如請求項1至4中任一項之控制系統，其中該第一量測系統包含一對準感測器。
  30. 如請求項1至4中任一項之控制系統，其中該第一量測系統包含一位準感測器。
  31. 一種微影投影裝置，其包含請求項1至30中任一項之控制系統。
  32. 如請求項31之微影投影裝置，其中該裝置包含一框架， 且其中量測系統中之一者固定至該框架。
  33. 如請求項32之微影投影裝置，其中該第二量測系統(1、3、13、14、15、16、43a、44a)包含第二座標系統所耦接至之一參考結構(3、14、44a)，其中該參考結構固定至該框架。
  34. 如請求項31至33中任一項之微影投影裝置，其進一步包含一投影系統(PS)，且其中控制器(61)進一步經組態以：接收一另一位置誤差信號，該另一位置誤差信號指示在該第二座標系統中一空中影像或諸如一光罩(MA)之一另一支撐結構(MT)之一另一物件的一假定位置與一實際位置之間的一差，及以一視該另一位置誤差信號而定之方式來定位該基板(W)之該支撐結構(2、12)、該光罩(MA)之該支撐結構(MT)或兩個支撐結構(2、12、MT)。
  35. 一種控制一在一微影裝置中之支撐結構之方法，其包含以下步驟：將一物件(W、18、MA)提供至一經配置以支撐該物件之支撐結構(2、12、MT)；使用一第一量測系統(19、49)來量測在一第一座標系統中該物件之位置；量測在一第二座標系統中該支撐結構之一位置，該第一量測系統在該第二座標系統中具有一假定位置；將該物件之該經量測位置轉換成在該第二座標系統中 該支撐結構之一經轉換位置；以一視該支撐結構之該經量測位置、該支撐結構之該經轉換位置及指示在該第二座標系統中該第一量測系統之該假定位置與一實際位置之間的一差之一位置誤差信號而定之方式來執行該支撐結構(2、12、MT)之一第一定位；以使用該假定位置及該位置誤差信號來判定在該第二座標系統中該第一量測系統(19、49)之該實際位置；及以一視該第一量測系統之該實際位置及該物件(W、18)之該經量測位置而定的方式來判定該經轉換位置。
  36. 如請求項35之方法，其中該第一定位包含該支撐結構(2、12、MT)相對於包含一空中影像及一另一物件(MA)之一群組之一部件的相對第一定位。
  37. 如請求項36之方法，其中藉由相對於該經量測支撐結構(2、12、MT)而定位另一支撐結構(MT、2、12)來執行該第一定位。
  38. 如請求項35至37中任一項之方法，其中以一亦視在該第二座標系統中一投影系統(PS)之一影像平面之一位置而定的方式來執行該第一定位。
  39. 一種體現於一機器可讀媒體中之電腦程式產品，該電腦程式產品係經編碼而有指令，該等指令在由一處理器執行時執行一控制一在一微影裝置中之支撐結構之方法，該方法包含以下步驟：將一物件提供至一經配置以支撐該物件之支撐結構， 藉由一第一量測系統來量測在一第一座標系統中該物件之一位置，量測在一第二座標系統中該支撐結構之一位置，該第一量測系統在該第二座標系統中具有一假定位置，將該物件之該經量測位置轉換成在該第二座標系統中該支撐結構之一經轉換位置，以一視該支撐結構之該經量測位置、該支撐結構之該經轉換位置及指示在該第二座標系統中該第一量測系統之該假定位置與一實際位置之間的一差之一位置誤差信號而定之方式來執行該支撐結構之一第一定位；以使用該假定位置及該位置誤差信號來判定在該第二座標系統中該第一量測系統(19、49)之該實際位置；及以一視該第一量測系統之該實際位置及該物件(W、18)之該經量測位置而定的方式來判定該經轉換位置。
  40. 如請求項39之電腦程式產品，其中該第一定位包含該支撐結構(2、12、MT)相對於包含一空中影像及一另一物件(MA)之一群組之一部件的相對第一定位。
  41. 如請求項39或40之電腦程式產品，其中該等指令經編碼，使得當由一處理器執行時，該第一定位以一進一步視在該第二座標系統中一投影系統之一影像平面之一位置而定的方式被執行。
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