專利名稱：測量系統(tǒng)、光刻設(shè)備和測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于測量可移動對象的位置依賴信號的測量系統(tǒng)、光刻設(shè)備和測
量方法。
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(通常到所述襯底的目標(biāo)部分上)的機(jī) 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?reticle)的圖案形成裝置用于生成在所述IC的單層上待形成的電路圖 案?？梢詫⒃搱D案轉(zhuǎn)移到襯底(例如，硅晶片)上的目標(biāo)部分(例如，包括一部分管芯、一 個或多個管芯的部分)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，單獨的襯底將包含連續(xù)形成圖案的相鄰目標(biāo)部分的網(wǎng)絡(luò)。 常規(guī)的光刻設(shè)備包括所謂步進(jìn)機(jī)，在所述步進(jìn)機(jī)中，通過將全部圖案一次曝光到所述目標(biāo) 部分上來輻射每一個目標(biāo)部分；以及所謂掃描器，在所述掃描器中，通過沿給定方向(“掃 描”方向)的輻射束掃描所述圖案、同時沿與該方向平行或反向平行地掃描所述襯底來輻射 每一個目標(biāo)部分。還可以通過將所述圖案壓印(imprinting)到所述襯底上，將所述圖案從 所述圖案形成裝置轉(zhuǎn)移到所述襯底上。在公知的光刻設(shè)備中，測量系統(tǒng)被用于以高精度(例如納米精度)確定襯底臺的 位置。由于對更高的生產(chǎn)量和精度的持續(xù)需求，需要提高用于光刻設(shè)備中的測量系統(tǒng)的精 度，尤其是對于通常用于以六個自由度測量襯底臺和掩模版臺的位置的測量系統(tǒng)。在測量系統(tǒng)的公知的實施例中，采用編碼器類型的測量系統(tǒng)。這種編碼器類型的 測量系統(tǒng)可以包括至少一個傳感器，所述至少一個傳感器被安裝在可移動對象上；以及 至少一個傳感器目標(biāo)對象，所述至少一個傳感器目標(biāo)對象(例如包含光柵或柵格的傳感器 目標(biāo)板)被安裝在基本靜止的框架上，尤其是所謂度量框架上。所述傳感器目標(biāo)對象可以 包括一維、多維光柵。所述傳感器目標(biāo)對象通常將為在其上設(shè)置有兩維正交柵格的板的形 式。這種傳感器目標(biāo)對象經(jīng)常被稱作柵格板。在可選的實施例中，所述至少一個傳感器可以被安裝在基本靜止的框架上，而一 個或多個所述柵格板可以被安裝在可移動對象上。所述柵格板包括一定數(shù)量的柵格線或其 他柵格標(biāo)記，所述柵格線或其他柵格標(biāo)記被用于確定所述柵格板相對于所述至少一個傳感 器的位置的變化。公知的測量系統(tǒng)包括用于以一定數(shù)量的安裝點將柵格板安裝在基本靜止的框架 上的安裝裝置。所述度量框架中的溫度改變和/或溫度差異可能造成所述度量框架的形狀 的改變。其他的影響也可以造成所述度量框架的形狀改變。因此，在所述柵格板的安裝裝 置的安裝點之間的距離可以改變，并因此度量框架的形狀的改變也可以導(dǎo)致所述柵格板的形狀的改變。這種變形可能對于測量系統(tǒng)的測量精度具有負(fù)面的影響。為了補(bǔ)償所述度量框架的這種形狀改變，安裝裝置包括多個撓性元件，所述撓性 元件將所述柵格板連接到所述度量框架。這些撓性元件至少在一個自由度上是撓性的，以 便補(bǔ)償安裝點的相對位置的可能的改變。在用于襯底臺的編碼器類型的測量系統(tǒng)的典型實施例中，柵格板安裝有三個撓性 元件，所述三個撓性元件被設(shè)置在圍繞光刻設(shè)備的透鏡柱的中心軸線所畫的虛圓的圓周 上。所述撓性元件允許所述度量框架沿著徑向相對于所述透鏡柱的中心軸線運動，而不將 這些運動轉(zhuǎn)移給所述柵格板。因為所述度量框架通常被設(shè)計成圍繞所述透鏡柱的中心軸線 以圓對稱的方式變形，所以所述柵格板將由于所述撓性元件而基本保持在其位置上。公知的測量系統(tǒng)的缺點是由于柵格板的安裝裝置(尤其是撓性元件)在柵格板 的安裝過程中引入了一定的撓性，所以所述柵格板可能在外部影響下被移動或產(chǎn)生變形。 例如，襯底臺的運動可以造成壓力波，所述壓力波可以造成柵格板的運動或變形。這些運動 和/或變形對于測量系統(tǒng)的性能具有負(fù)面影響。在其他的測量系統(tǒng)中，可能出現(xiàn)類似的效 應(yīng)，且類似的效應(yīng)可能對所述測量系統(tǒng)的精度具有負(fù)面影響。

發(fā)明內(nèi)容
旨在提供一種高精度的測量系統(tǒng)，優(yōu)選為編碼器類型的高精度測量系統(tǒng)，所述測 量系統(tǒng)被配置用于測量可移動對象的位置依賴信號，在所述測量系統(tǒng)中，測量的精度基本 上很少受干擾影響，尤其是由所述可移動對象的運動造成的干擾。根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供一種編碼器類型的測量系統(tǒng)，所述測量系統(tǒng)配置用于 測量可移動對象的位置依賴信號，所述測量系統(tǒng)包括可安裝在所述可移動對象上的至少 一個傳感器；傳感器目標(biāo)對象，所述傳感器目標(biāo)對象包含可安裝在基本靜止的框架上的光 柵或柵格；以及安裝裝置，所述安裝裝置配置用于將所述傳感器目標(biāo)對象安裝到所述基本 靜止的框架上，其中，所述測量系統(tǒng)還包括補(bǔ)償裝置，所述補(bǔ)償裝置配置用于至少部分地補(bǔ) 償所述傳感器目標(biāo)對象相對于所述基本靜止的框架的運動和/或變形。所述位置依賴信號可以例如是所述可移動對象的位置、速度或加速度信號。根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供一種測量系統(tǒng)，所述測量系統(tǒng)配置用于測量可移動對 象相對于基本靜止的框架的位置依賴信號，所述測量系統(tǒng)包括至少一個系統(tǒng)部件以及安裝 裝置，所述安裝裝置配置用于將所述系統(tǒng)部件安裝到所述基本靜止的框架上，其中，所述測 量系統(tǒng)還包括補(bǔ)償裝置，所述補(bǔ)償裝置配置用于至少部分地補(bǔ)償所述系統(tǒng)部件相對于所述 基本靜止的框架的運動和/或變形。根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供一種光刻設(shè)備，所述光刻設(shè)備包括照射系統(tǒng)，配置用 于調(diào)節(jié)輻射束；圖案形成裝置支撐件，配置用于支撐圖案形成裝置，所述圖案形成裝置能夠 將圖案在輻射束的橫截面上賦予輻射束，以形成圖案化的輻射束；襯底臺，配置用于保持襯 底；以及投影系統(tǒng)，配置用于將所述圖案化的輻射束投影到襯底的目標(biāo)部分上，其中所述光 刻設(shè)備包括測量系統(tǒng)，所述測量系統(tǒng)用于測量圖案形成裝置支撐件或襯底臺相對于基本靜 止的框架的位置依賴信號，所述測量系統(tǒng)包括至少一個系統(tǒng)部件以及安裝裝置，所述安裝 裝置配置用于將所述系統(tǒng)部件安裝到所述基本靜止的框架上，其中所述測量系統(tǒng)還包括 補(bǔ)償裝置，所述補(bǔ)償裝置配置用于至少部分地補(bǔ)償所述系統(tǒng)部件相對于所述基本靜止的框架的運動和/或變形。根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供一種方法，所述方法用于采用編碼器類型的測量系統(tǒng) 測量可移動對象相對于基本靜止的框架的位置依賴信號，所述編碼器類型的測量系統(tǒng)具 有被安裝在所述可移動對象上的傳感器；以及傳感器目標(biāo)對象，所述傳感器目標(biāo)對象包 括被安裝在基本靜止的框架上的光柵或柵格，所述方法包括至少部分地補(bǔ)償柵格板相對于 基本靜止的框架的運動和/或變形。


在此僅借助示例，參照所附示意圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行描述，在所附示意圖中， 相同的附圖標(biāo)記表示相同的部分，且其中圖1示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的光刻設(shè)備；圖2示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于測量光刻設(shè)備中的襯底臺的位置 的測量系統(tǒng)的側(cè)視圖(沿圖3中的I-I線)；圖3示意性地示出圖2的實施例的俯視圖(沿圖2中的II-II線)；圖4示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的測量系統(tǒng)的側(cè)視圖；圖5示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的測量系統(tǒng)的側(cè)視圖；圖6示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的測量系統(tǒng)的側(cè)視圖。
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，紫外輻射或任何其他合適的輻射)；支撐結(jié) 構(gòu)或圖案形成裝置支撐件(例如掩模臺)MT，配置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器PM相連。所述設(shè)備還 包括襯底臺(例如晶片臺)WT或“襯底支撐件”，配置用于保持襯底(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器PW相連。所述設(shè)備還 包括投影系統(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(biāo)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、靜電型或其他類型的光學(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)或圖案形成裝置支撐件支撐圖案形成裝置，即承擔(dān)所述圖案形成裝 置的重量。所述支撐結(jié)構(gòu)或圖案形成裝置支撐件以依賴于圖案形成裝置的取向、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)境中等其他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(jī)械的、真空的、靜電的或其他夾持技術(shù)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))。在這里使用的術(shù)語“掩 模版”或“掩?！倍伎梢哉J(rèn)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)該被廣泛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(biāo)部分上形成圖案的任何裝置。應(yīng)當(dāng)注意， 被賦予輻射束的圖案可能不與在襯底目標(biāo)部分上所需的圖案完全相對應(yīng)(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(biāo)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。掩模在光刻中是公知的，并且包括諸如二 元掩模類型、交替相移掩模類型、衰減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，可以獨立地傾斜每一個小反射鏡，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。應(yīng)該將這里使用的術(shù)語“投影系統(tǒng)”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(rèn)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)備是透射型的(例如，采用透射式掩模)。替代地，所述設(shè)備 可以是反射型的(例如，采用如上所述類型的可編程反射鏡陣列，或采用反射式掩模)。所述光刻設(shè)備可以是具有兩個(雙臺)或更多襯底臺或“襯底支撐件”(和/或兩 個或更多的掩模臺或“掩模支撐件”)的類型。在這種“多臺”機(jī)器中，可以并行地使用附加 的臺和/或支撐件，或可以在將一個或更多個其他臺用于曝光的同時，在一個或更多個臺 上執(zhí)行預(yù)備步驟。所述光刻設(shè)備也可以是其中至少一部分襯底可以被具有相對高折射率的液體 (例如水)覆蓋的類型，以便填充投影系統(tǒng)和襯底之間的空隙。浸沒液也可以被應(yīng)用到光刻 設(shè)備中的其他空隙中(例如在所述圖案形成裝置(例如掩模)和投影系統(tǒng)之間)。浸沒技 術(shù)可以被用于增加投影系統(tǒng)的數(shù)值孔徑。這里所使用的該術(shù)語“浸沒”并不意味著結(jié)構(gòu)(例 如襯底)必須浸在液體中，而僅僅意味著在曝光過程中，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(dāng)該源為準(zhǔn)分子激光器時)。在這種情況下，不會將該源考慮成光刻 設(shè)備的組成部分，并且通過包括例如合適的引導(dǎo)反射鏡和/或擴(kuò)束器的束傳遞系統(tǒng)BD的幫 助，將所述輻射束從所述源SO傳到所述照射器IL。在其他情況下，所述源可以是所述光刻 設(shè)備的組成部分(例如當(dāng)所述源是汞燈時)?？梢詫⑺鲈碨O和所述照射器IL、以及如果 需要時的所述束傳遞系統(tǒng)BD —起稱作輻射系統(tǒng)。所述照射器IL可以包括配置用于調(diào)整所述輻射束的角強(qiáng)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(qiáng)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(jìn)行調(diào)整。此外，所述照射器IL可以包括各種其他部 件，例如積分器IN和聚光器CO?？梢詫⑺稣丈淦饔糜谡{(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(qiáng)度分布。所述輻射束B入射到保持在支撐結(jié)構(gòu)(例如，掩模臺)MT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)穿過圖案形成裝置(例 如，掩模)MA之后，所述輻射束B通過投影系統(tǒng)PS，所述PS將輻射束聚焦到所述襯底W的目 標(biāo)部分C上。通過第二定位器PW和位置傳感器IF(例如，干涉儀器件、線性編碼器或電容 傳感器)的幫助，可以精確地移動所述襯底臺WT，例如以便將不同目標(biāo)部分C定位于所述輻射束B的輻射路徑中。類似地，例如在從掩模庫的機(jī)械獲取之后，或在掃描期間，可以將所 述第一定位器PM和另一個位置傳感器(圖1中未明確示出)用于將圖案形成裝置(例如， 掩模)MA相對于所述輻射束B的輻射路徑精確地定位。通常，可以通過形成所述第一定位器 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)支撐結(jié)構(gòu)(例 如，掩模臺)MT的移動。類似地，可以采用形成所述第二定位器PW的一部分的長行程模塊 和短行程模塊來實現(xiàn)所述襯底臺WT或“襯底支撐件”的移動。在步進(jìn)機(jī)的情況下(與掃描 器相反)，所述支撐結(jié)構(gòu)(例如，掩模臺)MT可以僅與短行程致動器相連，或可以是固定的。 可以使用掩模對齊標(biāo)記Ml、M2和襯底對齊標(biāo)記PI、P2來對齊圖案形成裝置(例如，掩模) MA和襯底W。盡管所示的襯底對齊標(biāo)記占據(jù)了專用目標(biāo)部分，但是它們可以位于目標(biāo)部分 之間的空隙(這些公知為劃線對齊標(biāo)記)上。類似地，在將多于一個的管芯設(shè)置在掩模MA 上的情況下，所述掩模對齊標(biāo)記可以位于所述管芯之間?？梢詫⑺鲈O(shè)備用于以下模式的至少一種模式中1.在步進(jìn)模式中，在將賦予到所述輻射束的整個圖案一次投影到目標(biāo)部分C上的 同時，將支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺)MT或“掩模支撐件”和所述襯底臺WT或“襯底支撐件”保 持為基本靜止(即，單一的靜態(tài)曝光)。然后將所述襯底臺WT或“襯底支撐件”沿X和/或 Y方向移動，使得可以對不同目標(biāo)部分C曝光。在步進(jìn)模式中，曝光場的最大尺寸限制了在 單一的靜態(tài)曝光中成像的所述目標(biāo)部分C的尺寸。2.在掃描模式中，在將賦予所述輻射束的圖案投影到目標(biāo)部分C上的同時，對支 撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺)MT或“掩模支撐件”和襯底臺WT或“襯底支撐件”同步地進(jìn)行掃描 (即，單一的動態(tài)曝光)。襯底臺WT或“襯底支撐件”相對于支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺)MT的 速度和方向可以通過所述投影系統(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的動態(tài)曝光中的所述目標(biāo)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(biāo)部分的高度(沿所述掃描方向)。3.在另一個模式中，將保持可編程圖案形成裝置的支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺)MT或 “掩模支撐件”保持為基本靜止?fàn)顟B(tài)，并且在將賦予所述輻射束的圖案投影到目標(biāo)部分C上 的同時，對所述襯底臺WT或“襯底支撐件”進(jìn)行移動或掃描。在這種模式中，通常采用脈沖 輻射源，并且在所述襯底臺WT或“襯底支撐件”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。圖2和3是根據(jù)本發(fā)明的實施例的測量系統(tǒng)(由附圖標(biāo)記1整體表示)的側(cè)視圖 和仰視圖。測量系統(tǒng)1配置用于測量用于支撐襯底加的襯底臺2相對于所謂度量框架3的 位置。度量框架3是基本靜止的框架，透鏡柱4被安裝到所述度量框架3上。在所述方面， 基本靜止的框架可以是以無源方式或有源方式被保持在基本靜止的位置上的任何框架。公 知的光刻設(shè)備的度量框架3安裝有無源的或有源的氣墊，所述無源的或有源的氣墊位于基 礎(chǔ)框架上，用于濾除任何外部的干擾(例如工廠地板上的振動)。以這種方式，所述透鏡柱 被保持在基本靜止的位置上。在所述襯底臺的掃描運動過程中，需要知道襯底臺相對于所 述透鏡柱的位置。因此，提供位置測量系統(tǒng)1，由所述位置測量系統(tǒng)1可以確定襯底臺相對 于度量框架3的位置。
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測量系統(tǒng)1包括至少一個傳感器5，所述至少一個傳感器5被用于確定襯底臺相 對于包括光柵或柵格的傳感器目標(biāo)對象(例如傳感器目標(biāo)板)的位置的改變。在如圖2和 3所示的實施例中，所述傳感器目標(biāo)對象是包括兩位柵格的柵格板6。所述柵格板6包括大 量的柵格線或斑點，所述柵格線或斑點被用于確定所述至少一個傳感器5相對于所述柵格 板6的位置。在本申請中所使用的術(shù)語“柵格板”可以表示作為測量系統(tǒng)一部分的任意類 型的傳感器目標(biāo)對象，所述傳感器目標(biāo)對象設(shè)置有柵格或光柵。這種測量系統(tǒng)通常被稱為 編碼器類型的測量系統(tǒng)，并在本領(lǐng)域內(nèi)是公知的。柵格板6包括針對透鏡柱4的中心孔，并借助包含三個撓性元件8的安裝裝置7 被安裝在度量框架3上。撓性元件8以虛圓9的圓周上的相等角度被設(shè)置在一個大致的水 平面中。虛圓9的中心與光刻設(shè)備的透鏡柱4的中心軸線A-A大致相對應(yīng)。度量框架3可 能由于溫度或其他外部影響產(chǎn)生形狀改變。在已知的光刻設(shè)備中，所述度量框架的所述形 狀改變關(guān)于透鏡柱4的中心軸線大致對稱。撓性元件8被設(shè)置成允許度量框架3相對于透 鏡柱4的中心軸線沿著徑向改變，而不會導(dǎo)致柵格板6的實質(zhì)上的形狀改變。柵格板6的 形狀或位置的相對小的改變?nèi)詫⒊霈F(xiàn)。撓性元件8的度量框架側(cè)的運動方向由圖3中的雙 向箭頭所示。由于度量框架3的形狀改變關(guān)于透鏡柱的中心軸線A-A大致對稱，所以柵格 板6將不被移動到柵格板6所處的位置之外。然而，在襯底臺2的運動過程中，空氣在襯底臺2的工作空間中被排放。結(jié)果，壓 力波可以通過所述工作空間傳播。這些壓力波可能造成柵格板6的運動和/或變形，這尤 其是因為所述柵格板的安裝裝置導(dǎo)致了所述柵格板的支撐的柔性。但是即使將柵格板6安 裝得剛性更好，所述壓力波也可能造成柵格板6移動或變形。在圖2和3的實施例中，阻尼裝置10被設(shè)置在三個位置上，以補(bǔ)償這些運動或變 形。在所述方面，注意，術(shù)語“補(bǔ)償”表示所述柵格板的運動和/或變形通過設(shè)置阻尼裝置 而在一定程度上被抑制，或者通過本發(fā)明的補(bǔ)償裝置被更一般性地抑制。阻尼裝置10是無 源阻尼裝置，所述無源阻尼裝置包括無源磁鐵11，所述無源磁鐵11造成沿著相對于例如被 設(shè)置在柵格板6上的鋁等元件12的位移的相反方向的力。在可選的實施例中，所述無源阻尼裝置可能是為柵格板6的運動或變形提供阻尼 效應(yīng)的任何裝置。在另一個實施例中，所述阻尼裝置可以是包含至少一個傳感器和至少一個致動裝 置的有源阻尼裝置，所述至少一個傳感器用于測量柵格板6的位置，所述至少一個致動裝 置用于衰減柵格板6相對于度量框架3的任何位移。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，盡管無源或有源阻尼裝置對柵格板6在除去諧振頻率外的其他頻率 范圍內(nèi)的位移(即運動或變形)可以提供足夠的阻尼，但是所述阻尼裝置對柵格板6在其 諧振頻率下的位移(即運動或變形)提供特別有效的補(bǔ)償。在圖2和3的實施例中，阻尼裝置10被配置用于衰減柵格板6在垂直方向(即與 所述柵格板的主平面基本垂直的方向)上的位移?？梢葬槍鸥癜?在其他方向上的位移 提供類似的設(shè)置，例如在至少一個水平方向(即平行于柵格板6的主平面的方向)或任何 其他所需的方向上。另外，在第一個實施例中，三個阻尼元件10被設(shè)置在一個圓上。根據(jù)本發(fā)明的阻 尼裝置或更一般性的補(bǔ)償裝置的數(shù)量及其位置可以是用于補(bǔ)償柵格板6的運動和/或變形的任何合適的布置。圖4示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的測量系統(tǒng)。在所述實施例中，反饋位置控制系統(tǒng) 15被設(shè)置用于控制柵格板6相對于度量框架3的位置。所述反饋位置控制系統(tǒng)15包括至 少一個傳感器16、控制器17和至少一個致動器18。所述反饋控制系統(tǒng)被設(shè)置用于將柵格 板6保持在相對于度量框架3的大致相同的位置上。位置控制系統(tǒng)15還可以根據(jù)本領(lǐng)域 中公知的任何控制系統(tǒng)而被設(shè)計。在圖4的實施例中，反饋位置控制系統(tǒng)15被應(yīng)用于抑制柵格板6在垂直方向上的 位移，所述垂直方向在附圖中是與柵格板6的主平面大致垂直的方向。位置控制系統(tǒng)15也 可以被用于抑制在至少一個其他方向上的位移。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，提供位置控制系統(tǒng)對于抑制在低頻范圍(即低于諧振頻率范圍的頻率 范圍)內(nèi)的運動或變形尤其有效。然而，提供反饋位置控制系統(tǒng)也可能對于抑制柵格板6 在其它頻率范圍內(nèi)的位移有益。在實施例中，所述位置控制系統(tǒng)可以被設(shè)計用于提供在諧 振頻率范圍內(nèi)的阻尼以及在低頻范圍內(nèi)的位置控制。圖5示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的測量系統(tǒng)。在所述實施例中，無源阻尼裝置20和 圖4的實施例的反饋位置控制系統(tǒng)15被結(jié)合。阻尼裝置10和位置控制系統(tǒng)15都被設(shè)置 用于提供對柵格板6在垂直于柵格板6的主平面的方向上的位移的抑制。無源阻尼裝置20 尤其為抑制在諧振頻率范圍內(nèi)的位移而提供，而反饋位置控制系統(tǒng)15尤其為抑制在較低 頻率范圍內(nèi)的位移而設(shè)計。無源阻尼裝置20包括被設(shè)置在所述柵格板上的第一阻尼元件21以及被安裝在度 量框架3上的第二阻尼元件22。在兩個阻尼元件21、22之間形成用作無摩擦阻尼裝置的小 氣隙。所述氣隙例如可以是大約50-150 μ m,并優(yōu)選為在相對大的面積(例如大約200cm2) 上延伸。也可以提供另一種類型的阻尼裝置，例如第一個實施例的阻尼裝置10或另一種 阻尼裝置。所述阻尼也可以由關(guān)于第二個實施例所述的位置控制系統(tǒng)15所實現(xiàn)?？梢詾樵谥辽僖粋€其他方向上的阻尼/位置控制提供阻尼裝置和/或位置控制系 統(tǒng)的類似組合。圖6示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的測量系統(tǒng)。在所述實施例中，所述測量系統(tǒng)包括 夾緊裝置25，所述夾緊裝置25被安裝在度量框架上并可以在兩個位置(保持位置和自由位 置)之間移動。在保持位置上，如圖6的左側(cè)所示，柵格板6被固定在大致垂直于柵格板6 的所述主平面的至少一個方向上。在所述自由位置上，如圖6右側(cè)所示，所述夾緊裝置不保 持柵格板6，并優(yōu)選在夾緊裝置25和柵格板6之間不存在物理接觸。如上所述，撓性元件8被設(shè)置用于補(bǔ)償度量框架相對于柵格板6的運動。出于該 原因，由于度量框架3的相對運動將被傳遞給柵格板6，所以通常不希望提供以六個自由度 固定柵格板6的安裝裝置。然而，所述度量框架的運動，尤其是當(dāng)所述運動是由溫度改變或 差異造成時，是相對慢的。進(jìn)而，所述測量系統(tǒng)的高精度在所述襯底臺的掃描運動過程中(即在襯底的掃描 或曝光過程中)是尤其需要的。根據(jù)圖6的實施例的夾緊裝置25 (或固定裝置)可以被用 于在所述襯底臺的掃描運動過程中將柵格板6固定，以基本抑制在這些掃描運動過程中由 于外部干擾造成的柵格板的運動或變形。在掃描運動之前和之后，夾緊裝置25可以被設(shè)置
11在自由位置上，以使得度量框架3的任何形狀改變可以在兩個掃描運動之間被補(bǔ)償。以這 種方式，在度量框架3中的干擾和柵格板3上的外部干擾(例如由壓力波造成)可以被補(bǔ) 償，并因此增加所述測量系統(tǒng)的精度。在本申請中所使用的術(shù)語“夾緊裝置”表示能夠在一定的時間周期內(nèi)在至少一個 方向上大致固定柵格板6、并在另一個時間周期內(nèi)釋放柵格板6的任何裝置。在圖4的實施例中，夾緊裝置25被用作固定裝置，以將柵格板6的位置固定在至 少與柵格板的主平面大致垂直的方向上。在其他的實施例中，夾緊裝置25也可以被設(shè)計用 于將所述柵格板固定在更多的方向或其他的方向上。在實施例中，提供至少一個夾緊裝置， 所述至少一個夾緊裝置被配置用于將所述柵格板以六個自由度固定在保持位置上。在本發(fā)明的可選實施例中，所述測量系統(tǒng)可以包括至少兩個柵格板，所述至少兩 個柵格板被設(shè)置在基本相同的平面上，并實現(xiàn)一個大柵格板的功能。每個這種柵格板可以 設(shè)置有如在本申請中所述的補(bǔ)償裝置。在另外的實施例中，所述至少一個傳感器可以被設(shè)置在基本靜止的框架上，同時 至少一個柵格板被設(shè)置在所述可移動對象上。在這種實施例中，可以為每個柵格板提供補(bǔ) 償裝置、以補(bǔ)償所述柵格板相對于所述可移動對象的運動和/或變形。這種運動/變形可 能由干擾(例如由于所述可移動對象的運動所造成的壓力波)所造成。這種其它的實施例 被認(rèn)為落入本發(fā)明的保護(hù)范圍中。在以上的描述中，已經(jīng)描述了所述柵格板相對于光刻設(shè)備的度量框架的運動和/ 或變形的補(bǔ)償。所述補(bǔ)償裝置也可以被用于補(bǔ)償測量系統(tǒng)的其他系統(tǒng)部分相對于所述框架 的運動或位移，各個系統(tǒng)部分被安裝在所述框架上。這種實施例落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。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(dāng)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、薄膜磁頭的制造等。對于普通的技術(shù)人員，應(yīng)該理解的是，在 這種替代的應(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(rèn)為是與更上 位的術(shù)語“襯底”或“目標(biāo)部分”同義。這里所指的襯底可以在曝光之前或之后進(jìn)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(jìn)行顯影的工具)、 度量工具和/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)用于這種和其他 襯底處理工具中。另外，所述襯底可以處理一次以上，例如為產(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)光刻的情況中使用本發(fā)明的實施例，但 應(yīng)該理解的是，本發(fā)明可以用于其他應(yīng)用中，例如壓印光刻，并且只要情況允許，不局限于 光學(xué)光刻。在壓印光刻中，圖案形成裝置中的拓?fù)湎薅嗽谝r底上產(chǎn)生的圖案。可以將所述 圖案形成裝置的拓?fù)溆∷⒌教峁┙o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，包括紫外輻射(例如 具有約365、M8、193、157或U6nm的波長)和極紫外輻射(例如具有5-20nm范圍內(nèi)的波 長)，以及粒子束，例如離子束或電子束。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、電磁式和靜電式的光學(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)明可以與上 述不同的形式實現(xiàn)。例如，本發(fā)明可以采取包含用于描述上述公開的方法的一個或更多機(jī) 器可讀指令序列的計算機(jī)程序的形式，或者采取具有在其中存儲有這種計算機(jī)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(dāng)理解，在 不背離所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍的條件下，可以對本發(fā)明進(jìn)行修改。
權(quán)利要求
1.一種編碼器類型的測量系統(tǒng)，所述測量系統(tǒng)被配置用于測量可移動對象的位置依賴 信號，所述測量系統(tǒng)包括至少一個傳感器，可安裝在靜止的框架上；傳感器目標(biāo)對象，可安裝在可移動對象上；撓性安裝裝置，所述撓性安裝裝置被配置用于將所述傳感器目標(biāo)對象安裝到所述可移 動對象上；以及補(bǔ)償裝置，所述補(bǔ)償裝置被配置用于至少部分地補(bǔ)償所述傳感器目標(biāo)對象相對于所述 可移動對象的運動、或變形、或運動和變形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其中所述補(bǔ)償裝置包括阻尼裝置，所述阻尼裝置 被配置用于衰減所述傳感器目標(biāo)對象的運動、或者變形、或者運動和變形。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測量系統(tǒng)，其中所述阻尼裝置是無源阻尼裝置或有源阻尼裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其中所述補(bǔ)償裝置包括反饋位置控制系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其中所述補(bǔ)償裝置包括阻尼裝置，所述阻尼裝置被配置用于在所述傳感器目標(biāo)對象的諧振頻率范圍內(nèi)進(jìn)行補(bǔ) 償；和位置控制系統(tǒng)，所述位置控制系統(tǒng)被配置用于在低于所述諧振頻率范圍的頻率范圍內(nèi) 進(jìn)行補(bǔ)償。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其中所述補(bǔ)償裝置包括固定裝置，所述固定裝置 被配置用于在所述可移動對象的高精度運動過程中固定所述傳感器目標(biāo)對象，以便以至少 一個自由度相對于所述可移動對象固定所述傳感器目標(biāo)對象。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測量系統(tǒng)，其中所述固定裝置能夠以六個自由度固定所述傳 感器目標(biāo)對象。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其中所述安裝裝置包括多個撓性元件，配置成將所述傳感器目標(biāo)對象耦合至所述可移動對象，至少一個所述 撓性元件在至少一個自由度上是撓性的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其中所述傳感器目標(biāo)對象包括光柵或柵格。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其中所述可移動對象是光刻設(shè)備的襯底臺或掩 模版臺。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其中所述位置依賴信號是所述可移動對象的位 置、速度或加速度信號。
12.—種光刻設(shè)備，所述光刻設(shè)備包括圖案形成裝置支撐件，構(gòu)造用于支撐圖案形成裝置，所述圖案形成裝置能夠?qū)D案在 輻射束的橫截面上賦予輻射束，以形成圖案化的輻射束；襯底支撐件，構(gòu)造用于保持襯底；以及投影系統(tǒng)，配置用于將所述圖案化的輻射束投影到襯底的目標(biāo)部分上；以及測量系統(tǒng)，所述測量系統(tǒng)用于測量所述支撐件中的一個支撐件相對于靜止的框架的位 置依賴信號，所述測量系統(tǒng)包括至少一個傳感器，可安裝在靜止的框架上；傳感器目標(biāo)對象，可安裝在所述支撐件中的一個支撐件上；撓性安裝裝置，所述撓性安裝裝置配置用于將所述傳感器目標(biāo)對象安裝到所述支撐件 中的一個支撐件上；以及補(bǔ)償裝置，所述補(bǔ)償裝置配置用于至少部分地補(bǔ)償所述傳感器目標(biāo)對象相對于所述支 撐件中的一個支撐件的運動、或者變形、或所述運動和變形。
13.—種編碼器類型的測量系統(tǒng)，配置用于測量可移動對象的位置依賴信號，所述測量 系統(tǒng)包括至少一個傳感器，可安裝在靜止的框架上；傳感器目標(biāo)對象，可安裝在所述可移動對象上；撓性安裝裝置，所述撓性安裝裝置被配置用于將所述至少一個傳感器安裝到所述靜止 的框架上；以及補(bǔ)償裝置，所述補(bǔ)償裝置被配置用于至少部分地補(bǔ)償所述至少一個傳感器相對于所述 靜止的框架的運動、或變形、或運動和變形。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的測量系統(tǒng)，其中所述補(bǔ)償裝置包括阻尼裝置，配置用于衰減所述至少一個傳感器的運動、或者變形、或者運動和變形。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的測量系統(tǒng)，其中所述阻尼裝置是無源阻尼裝置或有源阻尼直ο
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的測量系統(tǒng)，其中所述補(bǔ)償裝置包括反饋位置控制系統(tǒng)。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的測量系統(tǒng)，其中所述補(bǔ)償裝置包括阻尼裝置，配置用于在所述至少一個傳感器的諧振頻率范圍內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)償；和位置控制系統(tǒng)，配置成在低于所述諧振頻率范圍的頻率范圍內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)償。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的測量系統(tǒng)，其中所述補(bǔ)償裝置包括固定裝置，配置成在所述可移動對象的高精度移動期間固定所述至少一個傳感器，以 便相對于所述靜止的框架以至少一個自由度固定所述至少一個傳感器。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的測量系統(tǒng)，其中所述固定裝置能夠以六個自由度固定所述 至少一個傳感器。
20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的測量系統(tǒng)，其中所述安裝裝置包括多個撓性元件，配置成將所述至少一個傳感器耦合至所述靜止的框架，至少一個撓性 元件在至少一個自由度上是撓性的。
21.根據(jù)權(quán)利要求13所述的測量系統(tǒng)，其中所述傳感器目標(biāo)對象包括光柵或柵格。
22.根據(jù)權(quán)利要求13所述的測量系統(tǒng)，其中所述可移動對象是光刻設(shè)備的襯底臺或掩 模版臺。
23.根據(jù)權(quán)利要求13所述的測量系統(tǒng)，其中所述位置依賴信號是所述可移動對象的位 置、速度或加速信號。
24.一種光刻設(shè)備，所述光刻設(shè)備包括圖案形成裝置支撐件，被配置用于支撐圖案形成裝置，所述圖案形成裝置能夠?qū)D案 在輻射束的橫截面上賦予輻射束，以形成圖案化的輻射束；襯底支撐件，被配置用于保持襯底；投影系統(tǒng)，被配置用于將所述圖案化的輻射束投影到襯底的目標(biāo)部分上；以及測量系統(tǒng)，所述測量系統(tǒng)用于測量所述支撐件中的一個支撐件相對于靜止的框架的位 置依賴信號，所述測量系統(tǒng)包括至少一個傳感器，可安裝在所述靜止的框架上； 傳感器目標(biāo)對象，可安裝在所述支撐件的一個支撐件上；撓性安裝裝置，所述撓性安裝裝置被配置用于將所述至少一個傳感器安裝到所述靜止 的框架上；以及補(bǔ)償裝置，所述補(bǔ)償裝置被配置用于至少部分地補(bǔ)償所述至少一個傳感器相對于所述 靜止的框架的運動、或者變形、或所述運動和變形。
25. —種編碼器類型的測量系統(tǒng)，配置用于測量可移動對象的位置依賴信號，所述測量 系統(tǒng)包括至少一個傳感器，可安裝在靜止的框架上； 傳感器目標(biāo)對象，可安裝在所述可移動對象上；第一撓性安裝裝置，配置成將所述至少一個傳感器安裝在所述靜止的框架上；和 第二撓性安裝裝置，配置成將所述傳感器目標(biāo)對象安裝在所述可移動對象上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種編碼器類型的測量系統(tǒng)、一種光刻設(shè)備和一種測量方法。所述測量系統(tǒng)被配置用于測量可移動對象的位置依賴信號，包括可安裝在所述可移動對象上的至少一個傳感器；傳感器目標(biāo)對象，其可安裝在基本靜止的框架上；以及安裝裝置，其被配置用于將所述傳感器目標(biāo)對象安裝到所述基本靜止的框架上。所述測量系統(tǒng)還包括補(bǔ)償裝置，所述補(bǔ)償裝置配置用于至少部分地補(bǔ)償所述傳感器目標(biāo)對象相對于所述基本靜止的框架的運動和/或變形。所述補(bǔ)償裝置可以包括無源或有源阻尼裝置和/或反饋位置控制系統(tǒng)。在可選的實施例中，所述補(bǔ)償裝置包括在所述可移動對象的高精度運動過程中固定所述傳感器目標(biāo)對象的位置的夾緊裝置。
文檔編號G01D5/38GK102096332SQ201010600440
公開日2011年6月15日 申請日期2008年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月29日
發(fā)明者克恩·雅克布斯·約翰尼斯·瑪麗亞·扎安爾, 恩格爾伯塔斯·安東尼納斯·弗朗西絲克斯·范德帕斯奇, 馬克·威廉姆斯·瑪麗亞·范德威吉斯特 申請人:Asml荷蘭有限公司