專利名稱：投影系統(tǒng)、光刻設(shè)備、將輻射束投影到目標上的方法以及器件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實施例涉及一種投影系統(tǒng)、一種光刻設(shè)備、一種將輻射束投影到目標上 的方法以及一種制造器件的方法。
背景技術(shù)：
光刻設(shè)備是一種將所需圖案應(yīng)用到襯底上(通常應(yīng)用到所述襯底的目標部分上) 的機器。例如，可以將光刻設(shè)備用在集成電路(IC)的制造中。在這種情況下，可以將可選地 稱為掩?；蜓谀０娴膱D案形成裝置用于生成待形成在所述IC的單層上的電路圖案?？梢?將該圖案轉(zhuǎn)移到襯底(例如，硅晶片)上的目標部分(例如，包括一部分管芯、一個或多個 管芯)上。典型地，經(jīng)由成像將所述圖案轉(zhuǎn)移到在所述襯底上設(shè)置的輻射敏感材料(抗蝕 劑)層上。通常，單個襯底將包含連續(xù)形成圖案的相鄰目標部分的網(wǎng)絡(luò)。公知的光刻設(shè)備 包括所謂步進機，在所述步進機中，通過將整個圖案一次曝光到所述目標部分上來輻射每 一個目標部分；以及所謂掃描器，在所述掃描器中，通過輻射束沿給定方向(“掃描”方向) 掃描所述圖案、同時沿與該方向平行或反向平行的方向同步掃描所述襯底來輻射每一個目 標部分。還可以通過將所述圖案壓印到所述襯底上，而將所述圖案從所述圖案形成裝置轉(zhuǎn) 移到所述襯底上。在光刻設(shè)備中，輻射束可以通過圖案形成裝置來形成圖案，該輻射束之后被通過 投影系統(tǒng)投影到襯底上。這可以將圖案轉(zhuǎn)移到襯底上。應(yīng)當理解，存在用于改善光刻設(shè)備 的性能的連續(xù)的驅(qū)動力。因此，對于光刻設(shè)備內(nèi)的部件的性能精度的要求相應(yīng)地不斷地變 得越來越嚴格。在投影系統(tǒng)的情形中，投影系統(tǒng)的性能的一種測量是，圖案化的輻射束可以 被投影到襯底上的精度。圖案化的輻射束的位置的任何偏差可能導(dǎo)致將要形成在襯底上的 圖案的誤差，例如重疊誤差(其中圖案的一部分未相對于圖案的另一部分正確地定位)，聚 焦誤差以及對比度誤差。為了最小化被投影系統(tǒng)引入的誤差，需要確保被用于引導(dǎo)圖案化的輻射束的投影 系統(tǒng)內(nèi)的光學(xué)元件被精確地定位。因此，之前已知提供剛性框架，每一光學(xué)元件被安裝至剛 性框架且調(diào)整光學(xué)元件中的每一個相對于框架的位置，用于正確地定位光學(xué)元件。然而，即使對于這樣的系統(tǒng)，可能引入小的誤差。對于之前已知的系統(tǒng)，這樣的小 的誤差不是顯著地有問題的。然而，由于改善光刻設(shè)備的性能的連續(xù)的驅(qū)動力，期望至少減 少所有可能的誤差源。
發(fā)明內(nèi)容
考慮到前述，所需要的是投影系統(tǒng)，該投影系統(tǒng)例如用在光刻設(shè)備中、具有改善的 性能。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種投影系統(tǒng)，配置成投影輻射束。所述投影系統(tǒng) 包括框架，配置成支撐至少一個光學(xué)元件，所述光學(xué)元件用于引導(dǎo)所述輻射束的至少一部分；傳感器系統(tǒng)，配置成測量至少一個參數(shù)，所述參數(shù)與在所述投影系統(tǒng)使用期間被施加至 所述框架的力產(chǎn)生的所述框架的物理變形相關(guān)聯(lián)；和控制系統(tǒng)，配置成通過使用所述傳感 器系統(tǒng)的測量確定由所述投影系統(tǒng)投影的所述輻射束的位置的預(yù)期偏離，所述預(yù)期偏離由 所述框架的物理變形引起。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種光刻投影設(shè)備，該光刻投影設(shè)備使用上述的 投影系統(tǒng)，以將圖案化的束投影到襯底上。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種將輻射束投影到目標上的方法。所述方法包 括使用被框架支撐的至少一個光學(xué)元件引導(dǎo)所述輻射束；測量至少一個參數(shù)，所述參數(shù)與 在將所述輻射束投影到所述目標上時由施加至所述框架的力產(chǎn)生的所述框架的物理變形 相關(guān)聯(lián)；和通過使用所述被測量的至少一個參數(shù)確定所述輻射束的位置的預(yù)期偏離，所述 預(yù)期偏離由所述框架的物理變形引起。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種器件制造方法，其包括通過使用上述的將輻 射束投影到襯底上的方法而將圖案化的輻射束投影到襯底上的步驟。
現(xiàn)在參照隨附的示意性附圖，僅以舉例的方式，描述本發(fā)明的實施例，其中，在附 圖中相應(yīng)的附圖標記表示相應(yīng)的部件，且其中圖1描述根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的光刻設(shè)備。圖加和2b顯示可能降低投影系統(tǒng)的性能的問題。圖3顯示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的投影系統(tǒng)的布置。圖4更詳細顯示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的可能使用的布置。圖5、6、7和8顯示根據(jù)本發(fā)明的實施例可能使用的投影系統(tǒng)的可替代的布置的細 節(jié)。
具體實施例方式圖1示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的光刻設(shè)備。所述設(shè)備包括照射系統(tǒng)(照射器)IL，配置用于調(diào)節(jié)輻射束B(例如，紫外(UV)輻射或極紫外 (EUV)輻射)；支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺)MT，構(gòu)造用于支撐圖案形成裝置(例如掩模)MA并與配置 用于根據(jù)確定的參數(shù)精確地定位圖案形成裝置的第一定位裝置PM相連；襯底臺(例如晶片臺)WT，構(gòu)造用于保持襯底(例如涂覆有抗蝕劑的晶片)W，并與 配置用于根據(jù)確定的參數(shù)精確地定位襯底的第二定位裝置PW相連；和投影系統(tǒng)(例如折射式投影透鏡系統(tǒng))PS，所述投影系統(tǒng)PS配置用于將由圖案形 成裝置MA賦予輻射束B的圖案投影到襯底W的目標部分C(例如包括一根或多根管芯)上。所述照射系統(tǒng)可以包括各種類型的光學(xué)部件，例如折射型、反射型、磁性型、電磁 型、靜電型或其它類型的光學(xué)部件、或其任意組合，以引導(dǎo)、成形、或控制輻射。所述支撐結(jié)構(gòu)支撐所述圖案形成裝置，即承載所述圖案形成裝置的重量。支撐結(jié) 構(gòu)以依賴于圖案形成裝置的方向、光刻設(shè)備的設(shè)計以及諸如圖案形成裝置是否保持在真空 環(huán)境中等其它條件的方式保持圖案形成裝置。所述支撐結(jié)構(gòu)可以采用機械的、真空的、靜電
5的或其它夾持技術(shù)來保持圖案形成裝置。所述支撐結(jié)構(gòu)可以是框架或臺，例如，其可以根據(jù) 需要成為固定的或可移動的。所述支撐結(jié)構(gòu)可以確保圖案形成裝置位于所需的位置上(例 如相對于投影系統(tǒng))。在這里任何使用的術(shù)語“掩模版”或“掩模”都可以認為與更上位的 術(shù)語“圖案形成裝置”同義。這里所使用的術(shù)語“圖案形成裝置”應(yīng)該被廣義地理解為表示能夠用于將圖案在 輻射束的橫截面上賦予輻射束、以便在襯底的目標部分上形成圖案的任何裝置。應(yīng)當注意， 被賦予輻射束的圖案可能不與在襯底的目標部分上的所需圖案完全相符(例如如果該圖 案包括相移特征或所謂輔助特征)。通常，被賦予輻射束的圖案將與在目標部分上形成的器 件中的特定的功能層相對應(yīng)，例如集成電路。圖案形成裝置可以是透射式的或反射式的。圖案形成裝置的示例包括掩模、可編 程反射鏡陣列以及可編程液晶顯示(LCD)面板。掩模在光刻術(shù)中是公知的，并且包括諸如 二元掩模類型、交替型相移掩模類型、衰減型相移掩模類型和各種混合掩模類型之類的掩 模類型。可編程反射鏡陣列的示例采用小反射鏡的矩陣布置，每一個小反射鏡可以獨立地 傾斜，以便沿不同方向反射入射的輻射束。所述已傾斜的反射鏡將圖案賦予由所述反射鏡 矩陣反射的輻射束。這里使用的術(shù)語“投影系統(tǒng)”應(yīng)該廣義地解釋為包括任意類型的投影系統(tǒng)，包括折 射型、反射型、反射折射型、磁性型、電磁型和靜電型光學(xué)系統(tǒng)、或其任意組合，如對于所使 用的曝光輻射所適合的、或?qū)τ谥T如使用浸沒液或使用真空之類的其他因素所適合的。這 里使用的術(shù)語“投影透鏡”可以認為是與更上位的術(shù)語“投影系統(tǒng)”同義。如這里所示的，所述設(shè)備可以是反射型的(例如，采用反射式掩模)。替代地，所述 設(shè)備可以是透射型的(例如，采用透射式掩模)。所述光刻設(shè)備可以是具有兩個(雙臺)或更多襯底臺(和/或兩個或更多的掩模 臺)的類型。在這種“多臺”機器中，可以并行地使用附加的臺，或可以在一個或更多個臺 上執(zhí)行預(yù)備步驟的同時，將一個或更多個其它臺用于曝光。光刻設(shè)備還可以是襯底的至少一部分可以被相對高折射率的液體(例如水)覆 蓋、以便填充投影系統(tǒng)和襯底之間的空間的類型。浸沒液體還可以被施加至光刻設(shè)備中的 其它空間，例如在掩模和投影系統(tǒng)之間。在本領(lǐng)域中公知，浸沒技術(shù)用于增加投影系統(tǒng)的數(shù) 值孔徑。如在此處所使用的術(shù)語“浸沒”并不意味著諸如襯底的結(jié)構(gòu)必須浸沒在液體中，而 是僅意味著在曝光期間液體位于投影系統(tǒng)和襯底之間。參照圖1，所述照射器IL接收從輻射源SO發(fā)出的輻射束。該源和所述光刻設(shè)備可 以是分立的實體(例如當該源為準分子激光器時)。在這種情況下，不會將該源考慮成形成 光刻設(shè)備的一部分，并且通過包括例如合適的定向反射鏡和/或擴束器的束傳遞系統(tǒng)BD的 幫助，將所述輻射束從源SO傳到照射器IL。在其它情況下，所述源可以是所述光刻設(shè)備的 組成部分(例如當所述源是汞燈時)?？梢詫⒃碨O和照射器IL、以及如果需要時設(shè)置的束 傳遞系統(tǒng)BD —起稱作輻射系統(tǒng)。所述照射器IL可以包括用于調(diào)整所述輻射束的角強度分布的調(diào)整器AD。通常，可 以對所述照射器的光瞳平面中的強度分布的至少所述外部和/或內(nèi)部徑向范圍(一般分別 稱為σ-外部和ο-內(nèi)部)進行調(diào)整。此外，照射器IL可以包括各種其它部件，例如積分 器IN和聚光器CO?？梢詫⒄丈淦鱅L用于調(diào)節(jié)所述輻射束，以在其橫截面中具有所需的均勻性和強度分布。輻射束B入射到保持在支撐結(jié)構(gòu)(例如，掩模臺MT)上的所述圖案形成裝置(例 如，掩模MA)上，并且通過所述圖案形成裝置來形成圖案。已經(jīng)穿過掩模MA之后，所述輻射 束B通過投影系統(tǒng)PS，所述投影系統(tǒng)PS將輻射束聚焦到襯底W的目標部分C上。通過第二 定位裝置PW和位置傳感器IF2(例如，干涉儀器件、線性編碼器或電容傳感器)的幫助，可 以精確地移動襯底臺WT，例如以便將不同的目標部分C定位于輻射束B的路徑中。類似地， 例如在從掩模庫的機械獲取之后，或在掃描期間，可以將第一定位裝置PM和另一個位置傳 感器IFl用于相對于輻射束B的路徑精確地定位掩模MA。通常，可以通過形成第一定位裝 置PM的一部分的長行程模塊(粗定位)和短行程模塊(精定位)的幫助來實現(xiàn)掩模臺MT 的移動。類似地，可以采用形成第二定位裝置PW的一部分的長行程模塊和短行程模塊來實 現(xiàn)襯底臺WT的移動。在步進機的情況下(與掃描器相反)，掩模臺MT可以僅與短行程致動 器相連，或可以是固定的。可以使用掩模對準標記M1、M2和襯底對準標記P1、P2來對準掩 模MA和襯底W。盡管所示的襯底對準標記占據(jù)了專用目標部分，但是它們可以位于目標部 分之間的空間(這些公知為劃線對齊標記)中。類似地，在將多于一個的管芯設(shè)置在掩模 MA上的情況下，所述掩模對準標記可以位于所述管芯之間?？梢詫⑺鲈O(shè)備用于以下模式中的至少一種中1.在步進模式中，在將掩模臺MT和襯底臺WT保持為基本靜止的同時，將賦予所 述輻射束的整個圖案一次投影到目標部分C上(即，單一的靜態(tài)曝光)。然后將所述襯底 臺WT沿X和/或Y方向移動，使得可以對不同目標部分C曝光。在步進模式中，曝光場的 最大尺寸限制了在單一的靜態(tài)曝光中成像的目標部分C的尺寸。2.在掃描模式中，在對掩模臺MT和襯底臺WT同步地進行掃描的同時，將賦予所 述輻射束的圖案投影到目標部分C上(S卩，單一的動態(tài)曝光)。襯底臺WT相對于掩模臺MT 的速度和方向可以通過投影系統(tǒng)PS的(縮小)放大率和圖像反轉(zhuǎn)特征來確定。在掃描模 式中，曝光場的最大尺寸限制了單一動態(tài)曝光中所述目標部分的寬度(沿非掃描方向)，而 所述掃描運動的長度確定了所述目標部分的高度(沿所述掃描方向)。3.在另一種模式中，將用于保持可編程圖案形成裝置的掩模臺MT保持為基本靜 止，并且在對襯底臺WT進行移動或掃描的同時，將賦予所述輻射束的圖案投影到目標部分 C上。在這種模式中，通常采用脈沖輻射源，并且在襯底臺WT的每一次移動之后、或在掃描 期間的連續(xù)輻射脈沖之間，根據(jù)需要更新所述可編程圖案形成裝置。這種操作模式可易于 應(yīng)用于利用可編程圖案形成裝置(例如，如上所述類型的可編程反射鏡陣列)的無掩模光 刻術(shù)中。也可以采用上述使用模式的組合和/或變體，或完全不同的使用模式。如上文所說明的且如圖加所示，投影系統(tǒng)可以包括相對剛性的框架10，用于將輻 射束B引導(dǎo)到襯底W上的一個或更多個光學(xué)元件11被安裝至所述框架10，該輻射束B通 過圖案形成裝置MA被形成圖案。理想地，投影系統(tǒng)框架10可以被相對于圖案形成裝置MA 和襯底W精確地定位在光刻設(shè)備內(nèi)，且所述一個或更多的光學(xué)元件11可以被相對于投影系 統(tǒng)框架10精確地定位，以至于將圖案從圖案形成裝置MA精確地轉(zhuǎn)移到襯底W上。然而，如 圖2b所示，外力可以作用到投影系統(tǒng)框架10上，導(dǎo)致了框架的變形。由于這樣的變形，被 投影到襯底W上的輻射束可能在從其期望的目標位置略微移位的位置被投影到襯底上?；蛘哒f，被投影系統(tǒng)投影的輻射束可以從期望的輻射路徑偏離。雖然如圖加和2b所示，投影 系統(tǒng)框架10的變形可能導(dǎo)致輻射束的平移，但是投影系統(tǒng)框架的變形可能可替代地或另 外地導(dǎo)致投影束從其期望的位置的另外的偏離。這可能導(dǎo)致襯底處的輻射波前與形成襯底 上的期望圖案所需要的輻射波前的偏離，導(dǎo)致了例如聚焦誤差或?qū)Ρ榷日`差。應(yīng)當理解，這一問題可以例如通過增加投影系統(tǒng)框架10的剛度來緩解，使得作用 到投影系統(tǒng)上的外力導(dǎo)致框架10的變形較小，并且因此導(dǎo)致通過投影系統(tǒng)投影的輻射束 的偏離較小。然而，這可能導(dǎo)致投影系統(tǒng)的重量和/或體積的增加，這可能是不被期望的。由投影系統(tǒng)框架10的變形引起的通過投影系統(tǒng)投影的投影輻射束的位置的偏離 的特殊問題是，在制造期間(即在將輻射束投影到襯底上用于形成器件時)難以直接測量 投影輻射束的偏離。因此，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，諸如在圖3中示意性地顯示的系統(tǒng)被提供。如圖 所示，投影系統(tǒng)的框架10設(shè)置有傳感器系統(tǒng)20，該傳感器系統(tǒng)20測量下文進一步討論的 至少一個參數(shù)，所述參數(shù)涉及框架10的物理變形，該物理變形是在通過圖案形成裝置MA形 成圖案的輻射束B被投影到襯底W上時通過作用到框架上的外力產(chǎn)生的。設(shè)置了控制系統(tǒng) 30，該控制系統(tǒng)30根據(jù)來自傳感器系統(tǒng)20的測量數(shù)據(jù)來確定輻射束B由框架10的變形引 起的從其預(yù)期位置的偏離。例如被投影到襯底W上的輻射束B的控制系統(tǒng)30所確定的預(yù)期的偏離，可以用于 改善由所述變形引起的偏離的作用。例如，如在下文更詳細地說明的，可以基于輻射束B的預(yù)期的偏離來進行一個或 更多的校正。這些校正補償輻射束B從預(yù)期位置的期望的偏離，使得輻射束B被更加精確 地投影到襯底W的期望的位置上?？商娲鼗蛄硗獾?，可以記錄預(yù)期的偏離。這可能提供數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)即使在沒有 采用補償預(yù)期偏離的步驟的情況下也是有用的。例如，通過監(jiān)控由控制系統(tǒng)30確定的預(yù)期 偏離，當預(yù)期偏離在可接受的限度內(nèi)時，投影系統(tǒng)的操作可以繼續(xù)，但是如果預(yù)期偏離超過 所述限度，所述投影系統(tǒng)的操作可以被中止。同理，監(jiān)控預(yù)期偏離可以用于安排投影系統(tǒng)的 維護操作，例如用于在預(yù)期偏離超過容忍程度之前對系統(tǒng)進行校正。類似地，監(jiān)控投影束B 的位置從襯底W上的其期望的目標位置的預(yù)期偏離可以被對于每一襯底和/或形成在襯底 上的每一器件進行比對，使得器件的形成品質(zhì)可以被分級?？刂葡到y(tǒng)30可以包括模型31，例如表示投影系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。具體地，模型31可 以將由傳感器系統(tǒng)20測量的參數(shù)與框架10的變形相關(guān)聯(lián)。進而，模型31可以將框架10 的變形與由投影系統(tǒng)投影的輻射束B的預(yù)期偏離相關(guān)聯(lián)。因此，控制系統(tǒng)30可以使用處理 器32和模型31，以便基于來自傳感器系統(tǒng)20的測量數(shù)據(jù)來確定由投影系統(tǒng)投影的輻射束 B的預(yù)期偏離。處理器32之后可以以期望的方式做出響應(yīng)，例如采取補償預(yù)期偏離所需要 的步驟，如在下文更詳細地說明的?？商娲鼗蛄硗獾?，控制系統(tǒng)30可以包括包含校準數(shù)據(jù)的存儲器33。所述校準數(shù) 據(jù)可以直接地將來自傳感器系統(tǒng)20的測量數(shù)據(jù)與被投影系統(tǒng)投影的輻射束B的預(yù)期偏離 相關(guān)聯(lián)。例如，儲存在存儲器33中的校準數(shù)據(jù)可以通過在例如器件制造中使用投影系統(tǒng) 之前進行一系列的測試來產(chǎn)生。因此，一系列外力可以施加至投影系統(tǒng)。對于每一加載條件，可以由傳感器系統(tǒng)來進行測量且記錄所述測量值。同時，可以對由投影系統(tǒng)投影的輻射 束B的偏離進行直接測量。該數(shù)據(jù)之后可以用作校準數(shù)據(jù)。應(yīng)當理解，控制系統(tǒng)30內(nèi)的處理器32可以配置成使得處理器32可以在校準數(shù)據(jù) 組之間進行插值計算。這可以減少可能需要被儲存在存儲器33中的校準數(shù)據(jù)的量。這樣 的布置可以比上文討論的包括模型31的系統(tǒng)更快地操作。然而，確定輻射束B的預(yù)期偏離 的精度可能受例如儲存在存儲器33中的校準數(shù)據(jù)的量的限制。在投影系統(tǒng)的特定的實施例中，諸如在圖3中顯示的，傳感器系統(tǒng)20可以包括安 裝至投影系統(tǒng)的框架10的一個或更多的加速度計21。一個或更多的加速度計21可以配置成測量投影系統(tǒng)的框架10在例如所有的6個 自由度上的加速度。然而，應(yīng)當理解，為了改善投影系統(tǒng)的性能，這可能不是必須的。因此， 一個或更多的加速度計21可以測量框架10在更有限組的自由度上的加速度。還應(yīng)當理解，配置一個或更多的加速度計21用于監(jiān)控框架10的單個部分的加速 度可能是足夠的。然而可替代地，可以通過配置一個或更多的加速度計21來改善確定被投 影系統(tǒng)投影的輻射束B的預(yù)期偏離的精度，使得框架10的多于一個的部分的加速度被獨立 地監(jiān)控。投影系統(tǒng)中的框架10的一個或更多的部分的被測量的加速度將與被施加至框架 10的外力相關(guān)聯(lián)，并且因此與通過所述外力被引入到框架10中的變形相關(guān)聯(lián)。因此，控制 系統(tǒng)30可以基于來自所述一個或更多的加速度計21的測量數(shù)據(jù)來確定被施加至投影系統(tǒng) 的外力?？刂破?0之后可以使用所述力數(shù)據(jù)來確定如上文所述的輻射束B的預(yù)期偏離。這 樣的布置可能對于在光刻設(shè)備中使用的投影系統(tǒng)是尤其有利的，其中極紫外(EUV)輻射被 用于使得圖案成像到襯底上。在這樣的設(shè)備中，投影系統(tǒng)典型地被布置在被抽真空的腔中， 用于最小化在系統(tǒng)內(nèi)EUV輻射束被氣體的吸收。在這樣的布置中，可以被施加至投影系統(tǒng) 的框架10的僅有的外力被通過安裝點傳遞，投影系統(tǒng)通過該安裝點被安裝至光刻設(shè)備的 其余部分。例如，其它外力(諸如通過圍繞投影系統(tǒng)的氣體傳遞的聲學(xué)擾動)可以被消除 或減少至不顯著的水平。通過減少用于將外力傳遞至投影系統(tǒng)的可能的機構(gòu)，可相對直接 明了地精確地確定施加到投影系統(tǒng)上的力，該力產(chǎn)生了被一個或更多的加速度計21測量 的加速度。因此，對輻射束B的預(yù)期偏離的精確確定可以基于來自一個或更多的加速度計 21的數(shù)據(jù)?？商娲鼗蛄硗獾兀鐖D4所示，傳感器系統(tǒng)20可以包括一個或更多的力傳感器 22，所述力傳感器22直接測量施加在投影系統(tǒng)的框架10和安裝件15之間的力，通過所述 力，投影系統(tǒng)可以被安裝至其將在其中被使用的設(shè)備上。例如，安裝件15可以用于將投影系統(tǒng)安裝至光刻設(shè)備內(nèi)的參考框架16。具體地， 傳感器系統(tǒng)20可以被布置成使得支撐投影系統(tǒng)的框架10的每一安裝件15可以與力傳感 器22相關(guān)聯(lián)。這樣的系統(tǒng)可以提供對于基本上所有的被施加至投影系統(tǒng)的外力或至少最 顯著的力(即導(dǎo)致框架10的最大變形的那些力)進行直接測量。因此，根據(jù)這些測量，控 制系統(tǒng)30可以以相當大的精度確定被投影系統(tǒng)投影的輻射束B的預(yù)期偏離。應(yīng)當理解，在一實施例中，力傳感器22可以是安裝件15的組成部分。尤其是，這 可以是安裝件15包括致動器的情形，該致動器可以用于調(diào)整投影系統(tǒng)的位置。在這樣的布 置中，力傳感器22可以在任何情形中被提供，用于控制致動器?？商娲鼗蛄硗獾兀梢允褂门c安裝件15不成一體的力傳感器?？商娲鼗蛄硗獾?，如圖5所示，傳感器系統(tǒng)20可以包括安裝至投影系統(tǒng)的框架 10的一個或更多的應(yīng)變計23。應(yīng)當理解，這樣的應(yīng)變計23可以直接測量框架10的變形， 從而允許控制系統(tǒng)30確定由投影系統(tǒng)投影的輻射束B的預(yù)期偏離。除了使用傳統(tǒng)已知的 應(yīng)變計之外或替代使用傳統(tǒng)已知的應(yīng)變計，壓電材料的部分可以安裝在投影系統(tǒng)的框架10 中或安裝至投影系統(tǒng)的框架10，且用于測量框架的應(yīng)變?？商娲鼗蛄硗獾?，如圖6所示，傳感器系統(tǒng)20可以包括一個或更多的傳感器組 24 (諸如干涉儀)，其被布置成精確測量投影系統(tǒng)的框架10的兩個部分之間的間隔。這樣 的傳感器組M可以提供對投影系統(tǒng)的整體變形的精確測量，從而允許確定由于變形所造 成的由投影系統(tǒng)投影的輻射束B的預(yù)期偏離。應(yīng)當理解，上述傳感器的任何組合可以被結(jié)合在一起，用于形成傳感器系統(tǒng)20。同 理，可以使用其它的傳感器用于提供對替代的或另外的參數(shù)的測量，所述參數(shù)與投影系統(tǒng) 的框架10的變形相關(guān)聯(lián)。如上文所述，可以布置控制系統(tǒng)30以便使用輻射束B從其期望位置的預(yù)期偏離， 根據(jù)傳感器系統(tǒng)數(shù)據(jù)確定該預(yù)期偏離以便補償所述偏離。例如，如圖3所示，投影系統(tǒng)可以包括一個或更多的致動器41，所述致動器41配置 成控制被用于校正輻射束B的光學(xué)元件11中的至少一個的位置。應(yīng)當理解，通過調(diào)整光學(xué) 元件11中的至少一個的位置，由投影系統(tǒng)投影的輻射束B的位置可以隨之被調(diào)整。因此， 控制系統(tǒng)30可以控制致動器系統(tǒng)41中的至少一個，以便調(diào)整光學(xué)元件11中的至少一個的 位置，使得所導(dǎo)致的由投影系統(tǒng)投影的輻射束B的移動補償由框架10的變形引起的輻射束 B的預(yù)期偏離。因此，輻射束B可以被更精確地投影到期望的目標上，諸如襯底W上的期望 位置上?？商娲鼗蛄硗獾?，投影系統(tǒng)相對于它所被安裝至的設(shè)備(諸如光刻設(shè)備)的位 置可以通過致動器系統(tǒng)42來控制，如圖7所示。因此，控制系統(tǒng)30可以被布置用于控制致 動器系統(tǒng)42，使得投影系統(tǒng)的總體位置被移動。所述移動使得它補償了由投影系統(tǒng)投影的 輻射束B的預(yù)期偏離。因此，輻射束B可以被更精確地投影到期望目標上，諸如襯底W的一 部分上。如上所述，用于控制投影系統(tǒng)的位置的致動器系統(tǒng)42中的致動器可以與用于支撐 投影系統(tǒng)的安裝件一體形成?？商娲?，投影系統(tǒng)可以被安裝至所述系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過兼容 的安裝件來支撐它，可以設(shè)置獨立的致動器用于控制投影系統(tǒng)的位置?？商娲鼗蛄硗獾兀鐖D8所示，投影系統(tǒng)的框架10可以包括致動器系統(tǒng)43，該 致動器系統(tǒng)43配置成引起投影系統(tǒng)的框架10的受控制的變形。例如，致動器系統(tǒng)43可以 配置成提供在框架10的兩個部分之間的力，使得框架10以受控制的方式變形。因此，控制 系統(tǒng)30可以被配置用于確定所需要的變形，該需要的變形可以被致動器系統(tǒng)43引起，該致 動器系統(tǒng)43將導(dǎo)致由投影系統(tǒng)投影的輻射束B的移動，該移動補償了輻射束B的預(yù)期的偏 離。所述移動可以基于由傳感器系統(tǒng)20提供的數(shù)據(jù)進行確定。因此，通過使用致動器系統(tǒng) 43來提供對投影系統(tǒng)的框架10的受控制的變形，輻射束B可以被更精確地投影到預(yù)期的目 標上。如上所述，本發(fā)明的實施例中的投影系統(tǒng)可以用在光刻設(shè)備中。在這樣的光刻設(shè) 備內(nèi)，支撐件MT可以被設(shè)置以支撐圖案形成裝置MA，該圖案形成裝置MA賦予圖案給輻射束B。輻射束B之后可以通過使用根據(jù)本發(fā)明的實施例的投影系統(tǒng)而被投影到保持在襯底臺 WT上的襯底W上。在這樣的布置中，控制系統(tǒng)30可以可替代地或另外地配置成控制致動器系統(tǒng)PM， 該致動器系統(tǒng)PM控制圖案形成裝置MA的位置，用于補償被投影到襯底上的輻射束B的預(yù) 期偏離。具體地，圖案形成裝置MA相對于入射到其上的輻射束B的移動可以調(diào)整圖案在輻 射束的橫截面內(nèi)的位置?？刂葡到y(tǒng)30可能因此調(diào)整圖案形成裝置PM的位置，使得盡管輻 射束B可以不在精確的期望的位置處被投影到襯底W上，被投影到襯底上的圖案被相對于 襯底上的其期望位置更精確地定位?？商娲鼗蛄硗獾兀刂葡到y(tǒng)30可以被布置以控制致動器系統(tǒng)PW，該致動器系統(tǒng) PW被設(shè)置以控制襯底W的位置用于補償由投影系統(tǒng)投影到襯底W上的輻射束B的預(yù)期偏 離。因此，雖然輻射束B可以從相對于投影系統(tǒng)的其期望位置偏離，但是它被相對于襯底W 上的其期望位置更精確地定位。應(yīng)當理解，控制系統(tǒng)30可以被配置以使用上述的布置的任何組合，用于補償輻射 束B的預(yù)期偏離，該預(yù)期偏離被基于來自傳感器系統(tǒng)20的測量確定。盡管在本文中可以做出具體的參考，將所述光刻設(shè)備用于制造IC，但應(yīng)當理解這 里所述的光刻設(shè)備可以有其他的應(yīng)用，例如，集成光學(xué)系統(tǒng)、磁疇存儲器的引導(dǎo)和檢測圖 案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等的制造。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在 這種替代應(yīng)用的情況中，可以將其中使用的任意術(shù)語“晶片”或“管芯”分別認為是與更上位 的術(shù)語“襯底”或“目標部分”同義。這里所指的襯底可以在曝光之前或之后進行處理，例 如在軌道(一種典型地將抗蝕劑層涂到襯底上，并且對已曝光的抗蝕劑進行顯影的工具)、 量測工具和/或檢驗工具中。在可應(yīng)用的情況下，可以將所述公開內(nèi)容應(yīng)用于這種和其它 襯底處理工具中。另外，所述襯底可以處理一次以上，例如以便產(chǎn)生多層IC，使得這里使用 的所述術(shù)語“襯底”也可以表示已經(jīng)包含多個已處理層的襯底。盡管以上已經(jīng)做出了具體的參考，在光學(xué)光刻術(shù)的情形中使用本發(fā)明的實施例， 但應(yīng)該理解的是，本發(fā)明的實施例可以用于其他應(yīng)用中，例如壓印光刻術(shù)，并且只要情況允 許，不局限于光學(xué)光刻術(shù)。在壓印光刻術(shù)中，圖案形成裝置中的拓撲限定了在襯底上產(chǎn)生的 圖案。可以將所述圖案形成裝置的拓撲印刷到提供給所述襯底的抗蝕劑層中，在其上通過 施加電磁輻射、熱、壓力或其組合來使所述抗蝕劑固化。在所述抗蝕劑固化之后，所述圖案 形成裝置從所述抗蝕劑上移走，并在抗蝕劑中留下圖案。這里使用的術(shù)語“輻射”和“束”包含全部類型的電磁輻射，包括紫外(UV)輻射 (例如具有 365、355、248、193、157 或 126nm 的波長或約 365、約 355、約 248、約 193、約 157 或約U6nm的波長)和極紫外(EUV)輻射(例如具有在5-20nm范圍內(nèi)的波長)以及諸如 離子束或電子束等粒子束。在上下文允許的情況下，所述術(shù)語“透鏡”可以表示各種類型的光學(xué)部件中的任何 一種或它們的組合，包括折射式、反射式、磁性式、電磁式和靜電式光學(xué)部件。盡管以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的特定的實施例，但是應(yīng)該理解的是本發(fā)明的實施例 可以以與上述不同的形式實現(xiàn)。例如，本發(fā)明的實施例可以采取包含用于描述上述公開的 方法的一個或更多個機器可讀指令序列的計算機程序的形式，或者采取具有在其中存儲的 這種計算機程序的數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)的形式(例如，半導(dǎo)體存儲器、磁盤或光盤)。
以上的描述是說明性的，而不是限制性的。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解，在 不背離所附的權(quán)利要求的保護范圍的條件下，可以對本發(fā)明進行修改。
權(quán)利要求
1.一種投影系統(tǒng)，配置成投影輻射束，所述投影系統(tǒng)包括框架，配置成支撐至少一個光學(xué)元件，所述光學(xué)元件用于引導(dǎo)所述輻射束的至少一部分；傳感器系統(tǒng)，配置成測量至少一個參數(shù)，所述參數(shù)與在所述投影系統(tǒng)使用期間被施加 至所述框架的力產(chǎn)生的所述框架的物理變形相關(guān)聯(lián)；和控制系統(tǒng)，配置成通過使用所述傳感器系統(tǒng)的測量確定由所述投影系統(tǒng)投影的所述輻 射束的位置的預(yù)期偏離，所述預(yù)期偏離由所述框架的所述物理變形引起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影系統(tǒng)，其中所述控制系統(tǒng)包括所述投影系統(tǒng)的模型，且 所述控制系統(tǒng)通過施加來自所述傳感器系統(tǒng)的測量值至所述投影系統(tǒng)的所述模型和確定 所述模型的響應(yīng)，來確定對于來自所述傳感器系統(tǒng)的測量值的所述輻射束的位置的預(yù)期偏離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影系統(tǒng)，其中所述控制系統(tǒng)包括校準數(shù)據(jù)，所述校準數(shù)據(jù) 將所述傳感器系統(tǒng)的之前的測量值與相應(yīng)的之前測量的所述輻射束的位置的偏離相關(guān)聯(lián)； 和所述控制系統(tǒng)通過使用所述校準數(shù)據(jù)來確定對于來自所述傳感器系統(tǒng)的測量值的所述 輻射束的位置的預(yù)期偏離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影系統(tǒng)，其中所述傳感器系統(tǒng)包括至少一個加速度計，所 述加速度計配置成測量所述投影系統(tǒng)的一部分的加速度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的投影系統(tǒng)，其中所述控制系統(tǒng)使用來自所述至少一個加速度 計的數(shù)據(jù)來產(chǎn)生被施加至所述投影系統(tǒng)的所述力的測量值，所述力將引起所述被測量的加 速度；和所述控制系統(tǒng)使用所述力的所述測量值來確定所述輻射束的位置的預(yù)期偏離。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影系統(tǒng)，其中所述投影系統(tǒng)包括至少一個安裝點，所述安 裝點配置成使得所述投影系統(tǒng)可以借助于所述至少一個安裝點被安裝在使用所述投影系 統(tǒng)的系統(tǒng)中；和所述傳感器系統(tǒng)包括與所述至少一個安裝點相關(guān)聯(lián)的力傳感器，所述力傳感器配置成 測量通過所述安裝點被施加至所述投影系統(tǒng)的力。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影系統(tǒng)，其中所述傳感器系統(tǒng)包括安裝至所述框架的至少 一個應(yīng)變計。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影系統(tǒng)，其中所述傳感器系統(tǒng)包括至少一個傳感器，所述 傳感器配置成測量所述框架的兩個部分之間的間隔。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影系統(tǒng)，還包括致動器系統(tǒng)，所述致動器系統(tǒng)配置成控制 被所述框架支撐的所述至少一個光學(xué)元件中的至少一個的位置；其中所述控制系統(tǒng)配置成使用所述致動器系統(tǒng)來調(diào)整所述至少一個光學(xué)元件的位置， 使得它補償了由所述投影系統(tǒng)投影的輻射束的預(yù)期偏離，所述預(yù)期偏離由所述控制系統(tǒng)確 定。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影系統(tǒng)，還包括致動器系統(tǒng)，所述致動器系統(tǒng)配置成控制 所述框架相對于所述投影系統(tǒng)能夠被安裝至的系統(tǒng)的位置；其中，所述控制系統(tǒng)配置成使用所述致動器系統(tǒng)來調(diào)整所述框架的位置，使得它補償 了由所述投影系統(tǒng)投影的輻射束的預(yù)期偏離，所述預(yù)期偏離由所述控制系統(tǒng)確定。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影系統(tǒng)，還包括致動器系統(tǒng)，所述致動器系統(tǒng)配置成引起所述框架的受控制的變形；其中所述控制系統(tǒng)配置成使用所述致動器系統(tǒng)來引起所述框架的受控制的變形，使得 它補償由所述投影系統(tǒng)投影的輻射束的預(yù)期偏離，所述預(yù)期偏離由所述控制系統(tǒng)確定。
12.—種光刻設(shè)備，所述光刻設(shè)備包括支撐件，被構(gòu)造以支撐圖案形成裝置，所述圖案形成裝置能夠在輻射束的橫截面中將 圖案賦予輻射束以形成圖案化的輻射束；襯底臺，被構(gòu)造以保持襯底；和根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影系統(tǒng)，被配置以將所述圖案化的輻射束投影到所述襯底的 目標部分上。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的光刻設(shè)備，還包括致動器系統(tǒng)，所述致動器系統(tǒng)配置成控 制被所述支撐件支撐的所述圖案形成裝置的位置；其中所述控制系統(tǒng)配置成使用所述致動器系統(tǒng)來調(diào)整所述圖案形成裝置的位置，使得 它補償由所述投影系統(tǒng)投影的輻射束的預(yù)期偏離，所述預(yù)期偏離由所述控制系統(tǒng)確定。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的光刻設(shè)備，還包括致動器系統(tǒng)，所述致動器系統(tǒng)配置成控 制保持在所述襯底臺上的襯底的位置；其中，所述控制系統(tǒng)配置成使用所述致動器系統(tǒng)來調(diào)整所述襯底的位置，使得它補償 由所述投影系統(tǒng)投影的輻射束的預(yù)期偏離，所述預(yù)期偏離由所述控制系統(tǒng)確定。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的光刻設(shè)備，還包括存儲器，所述存儲器配置成儲存對應(yīng)于 被投影到襯底上的所述輻射束的位置的預(yù)期偏離的數(shù)據(jù)，所述預(yù)期偏離由所述控制系統(tǒng)確 定。
16.一種將輻射束投影到目標上的方法，所述方法包括步驟使用被框架支撐的至少一個光學(xué)元件引導(dǎo)所述輻射束；測量至少一個參數(shù)，所述參數(shù)與在將所述輻射束投影到所述目標上時由施加至所述框 架的力所產(chǎn)生的所述框架的物理變形相關(guān)聯(lián)；和通過使用所述被測量的至少一個參數(shù)確定所述輻射束的位置的預(yù)期偏離，所述預(yù)期偏 離由所述框架的物理變形引起。
17.一種器件制造方法，所述器件制造方法包括通過使用根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法 將圖案化的輻射束投影到襯底上的步驟。
全文摘要
提供了一種投影系統(tǒng)(PS)，該投影系統(tǒng)包括傳感器系統(tǒng)(20)，所述傳感器系統(tǒng)(20)測量至少一個參數(shù)，所述參數(shù)與在所述投影系統(tǒng)(PS)內(nèi)支撐光學(xué)元件(11)的框架(10)的物理變形相關(guān)聯(lián)；和控制系統(tǒng)(30)，所述控制系統(tǒng)(30)基于來自所述傳感器系統(tǒng)(20)的測量來確定由所述投影系統(tǒng)(PS)投影的所述輻射束的位置的預(yù)期偏離，所述預(yù)期偏離由所述框架(10)的物理變形引起。
文檔編號G03F7/20GK102124412SQ200980131874
公開日2011年7月13日 申請日期2009年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月18日
發(fā)明者A·考沃埃特斯, H·巴特勒, M·奧登耐蒙斯, M·范德威吉斯特, R·吐圣恩, R·德瓊 申請人:Asml荷蘭有限公司