包括气量计的设备及其操作方法技术

诸如光刻设备的设备具有量测框架，量测框架具有安装在其上的参考框架，参考框架包括参考表面。气量计相对于参考框架、量测框架和被测表面可移动。气量计中的参考喷嘴向参考表面提供气体，并且测量喷嘴向被测表面提供气体。MEMS传感器可以与气量计一起使用，以感测来自参考喷嘴和测量喷嘴中的每个喷嘴的背压的差。可选地，多个气量计被定位在阵列中，阵列可以在基本上平行于被测表面的平面的方向上延伸。计量器可以被流体连接到气量计的参考喷嘴。通道可以跨越阵列分配气体。

Equipment including gas meter and its operation method

Equipment such as photolithography equipment has a measuring frame. The measurement frame has a reference frame installed on it, and a reference frame includes a reference surface. The gas meter is movable relative to the reference frame, the measurement frame and the measured surface. The reference nozzle in the gas meter provides gas to the reference surface, and the nozzle is measured to provide gas to the measured surface. The MEMS sensor can be used with the gas meter to detect the difference between the back pressure of each nozzle from the reference nozzles and the measuring nozzles. Alternatively, a plurality of gas meters are located in the array, which can be extended in the direction of the plane that is basically parallel to the surface of the measured surface. The metering device can be connected by the fluid to the reference nozzle of the gas meter. The channel can distribute the gas across the array.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括气量计的设备及其操作方法相关申请的交叉引用本申请要求于2015年6月18日提交的美国申请No.62/181,465的优先权以及于2015年8月7日提交的美国申请No.62/202,651的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
本公开涉及包括气量计的设备和测量系统，以及用于操作该设备和测量系统的方法。
技术介绍
光刻设备是将期望的图案施加到衬底上(通常施加到衬底的目标部分上)的机器。光刻设备可以用于例如集成电路(IC)的制造。在这种情况下，可以使用备选地被称为掩模或掩模版的图案形成装置来生成待形成在IC的单独层上的电路图案。该图案可以被转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括部分、一个或多个裸片)上。通常是经由成像到衬底上提供的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上来实现图案的转移。通常，单个衬底将包括相继被图案化的相邻目标部分的网络。已知的光刻设备包括：所谓的步进器，在所谓的步进器中，通过将整个图案一次曝光到目标部分上来照射每个目标部分；以及所谓的扫描器，在所谓的扫描器中，通过辐射束在给定方向(“扫描”方向)上扫描图案来照射每个目标部分，同时在平行或反平行于该方向的方向上同步扫描衬底。为了例如提高曝光期间的精确度和/或防止部件移动期间的碰撞，提供一个或多个系统来相对于参考点进行感测和/或测量，诸如感测或者测量衬底。
技术实现思路
用于检测衬底的一些系统采用光学或电容传感器(或探针)及方法。虽然传感器可能具有良好的范围适应性，但是由于与待测表面上的材料(电路装置、抗蚀剂、硬掩模、光学器件等)的相互作用而可能存在误差。一些其他类型的传感器具有受限的检测范围，但是在其他方面(例如，工艺灵敏度)具有优越性。这种传感器的示例是气量计、原子力显微镜以及扫描隧道显微镜。这些类型的传感器的受限的检测范围可能限制其中全时间接近被测表面可能是风险及使用障碍的应用。例如，当测量经涂覆的衬底的形貌图时，与光学和电容传感器相比，气量计可以提供显著的准确性，这是因为气量计不会受到在利用光学和电容传感器的情况下可能发生的与下面的膜的相互作用的影响。气量计仅测量衬底的顶部表面，顶部表面是涂覆表面的理想参考。气量计可用于测量光刻工具中衬底(或其他)目标表面的位置。气量计通常包括气动桥，气动桥具有位于目标表面附近的测量喷嘴。气量计通常还包括位于测量部件附近或与测量部件处于相同的环境中的单独的参考喷嘴。当目标表面和测量喷嘴之间的间隙改变时，通过测量喷嘴的流速被改变，并且检测到桥中差分压力或流量的变化。测量喷嘴与目标表面的间隙的任何变化都会导致桥中的压力不平衡。如果该流量相对于喷嘴中的流量不显著，则可以通过压力传感器或流量装置来检测该压力不平衡。当目标表面处于标称间隙(通过桥的流量接近平衡)时，由气量计进行的间隙测量往往是最准确的，并且当测量间隙远离标称值时，由气量计进行的间隙测量变得不准确。偏离零点，间隙与所感测的差分流量或压力之间的关系受损，这导致读数减少且共模误差增加。光刻应用中的气量计通常以小于约0.300毫米(mm)的固定相隔距离(“相隔(standoff)”)使用。在这样小的相隔距离处，气量计喷嘴以及例如目标表面之间存在碰撞的可能性。而且，就气量计被用于精确测量目标表面位置的范围而言，其精度可能是受限的。相应地，用于使用气量计促进测量以最大化其性能和有用的测量范围的方法和系统将是有益的。气量计可能具有与之相关的一个或多个问题。气动系统的动态响应与管道的内部体积(容量)和所涉及的气动阻力成反比。为了获得尽可能高的灵敏度，压力感测装置的设计朝向压力感测装置的较大的膜片驱动，以实现所需的偏转或应变。朝向更大的压力感测装置的该驱动增加了内部体积，并且与更小的体积所带来的更快的气动响应时间的期望相反。附加地或备选地，气量计测量间隙的变化，并且该测量的稳定性依赖于稳定的安装平台。如果该平台是允许气量计喷嘴部件的伸出和回缩重新定位的机构，则伸出/回缩稳定性是误差的来源。解决这个问题的方法是使用单独的量测系统来跟踪伸出/回缩机构相对于参照框架的位置。然而，由于其感测系统的噪声、线性度和/或漂移，这种量测系统可能是误差的来源。附加地或备选地，如参考图4更详细地讨论的，气量计参考间隙可以安装在气量计主体上并随气量计移动。因此，气量计的读数应当针对由伸出/回缩量测所检测的误差运动被补偿。这涉及附加的测量或计算来确定误差(一个或多个)是否由于间隙收缩或例如伺服电机误差造成。根据本公开的一个方面，提供了一种设备，该设备包括：量测框架，被构造和布置为基本上静止的参照框架；以及参考框架，被安装到具有参考表面的量测框架。还包括具有气量计的测量平台。测量平台相对于参考框架、量测框架和被测表面可移动。该气量计具有被配置为向参考表面提供气体的参考喷嘴以及被配置为向被测表面提供气体的测量喷嘴。根据本公开的另一方面，提供了一种用于测量设备中的表面的方法，设备具有：量测框架，被构造并被布置为基本上静止的参照框架；参考框架，被安装到具有参考表面的量测框架；以及包括气量计的测量平台。测量平台相对于参考框架、量测框架和被测表面可移动。气量计具有被配置为向参考表面提供气体的参考喷嘴和被配置为向被测表面提供气体的测量喷嘴以及传感器。方法包括：向气量计的参考喷嘴提供气体；向气量计的测量喷嘴提供基本上恒定流量的气体；以及利用传感器感测来自参考喷嘴和测量喷嘴中的每个喷嘴的背压的差。参考喷嘴被配置为向参考表面提供气体，并且测量喷嘴被配置为向被测表面提供气体。本公开的又一方面提供了一种气量计，气量计包括：被配置为向参考表面提供气体的参考喷嘴；被配置为向被测表面提供气体的测量喷嘴；以及MEMS传感器，MEMS传感器被构造和布置为感测来自参考喷嘴和测量喷嘴中的每个喷嘴的背压的差。本文参考附图详细描述了本公开的实施例的特征和/或优点，以及本公开的各种实施例的结构和操作。注意，本公开不限于本文描述的具体实施例。本文仅出于说明的目的呈现这些实施例。基于本文包含的教导，其他实施例对于相关领域的技术人员将是显而易见的。附图说明现在将参考附图仅以示例的方式描述本公开的实施例，其中：图1示意性地描绘了根据本公开的一个实施例的光刻设备；图2是示出了设备中的数字测量平台的一个实施例的示意图；图3示出了根据本公开的一个实施例的在图2的测量平台中使用的气量计的示意图；图4示出了利用具有关联的参考点的气量计的系统的一个示例；图5示出了根据本公开的一个实施例的设置在设备以及参考框架中的图3的气量计的示意图；图6示出了根据本公开的一个实施例的在设备以及参考框架中在第一方向上提供的气量计阵列的示意图；图7示出了根据本公开的另一实施例的在设备以及参考框架中在第一方向上提供的气量计阵列的示意图；图8示出了根据本公开的另一实施例的在设备以及参考框架中在第二方向上提供的气量计阵列的示意图；图9是根据本公开的一个实施例的具有用于在设备中使用的多个测量喷嘴的气量计的示意图；图10示出了根据本公开的另一实施例的在设备以及备选参考框架中在第二方向上提供的气量计阵列的示意图；图11是根据本公开的一个实施例的在处于低压(例如，真空)环境中的设备中使用的气量计的示意图；图12是根据本公开的一个实施例的在处于大气环境中的设备中使用的气量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，包括：量测框架，被构造并被布置为基本上静止的参照框架；安装到所述量测框架的参考框架，包括参考表面；以及包括气量计的测量平台，所述测量平台能够相对于所述参考框架、所述量测框架和被测表面移动，所述气量计包括被配置为向所述参考表面提供气体的参考喷嘴以及被配置为向所述被测表面提供气体的测量喷嘴。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.18 US 62/181,465;2015.08.07 US 62/202,6511.一种设备，包括：量测框架，被构造并被布置为基本上静止的参照框架；安装到所述量测框架的参考框架，包括参考表面；以及包括气量计的测量平台，所述测量平台能够相对于所述参考框架、所述量测框架和被测表面移动，所述气量计包括被配置为向所述参考表面提供气体的参考喷嘴以及被配置为向所述被测表面提供气体的测量喷嘴。2.根据权利要求1所述的设备，还包括氢气和/或氦气源，所述氢气和/或氦气源被配置为向所述气量计提供包括多于或等于10％的氢气和/或氦气的气体。3.根据权利要求1或权利要求2所述的设备，其中所述气量计包括MEMS传感器，所述MEMS传感器被构造并被布置为感测来自所述参考喷嘴和所述测量喷嘴中的每个喷嘴的背压的差。4.根据权利要求3所述的设备，进一步包括控制器，所述控制器被配置为与所述气量计通信，且被配置为基于所感测的差来调整所述测量平台的位置。5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，还包括测量系统，所述测量系统被配置为测量所述测量平台相对于所述量测框架的距离。6.根据权利要求5所述的设备，其中所述测量系统包括数字测量装置，所述数字测量装置包括数字编码器或数字外差干涉仪。7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，还包括致动器，所述致动器被配置为相对于所述量测框架移动所述测量平台。8.根据权利要求1至7中任一项所述的设备，其中所述测量平台包括附加的气量计，所述附加的气量计包括被配置为向所述被测表面提供气体的附加的测量喷嘴，其中所述附加的气量计被流体连接到所述气量计的所述参考喷嘴。9.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其中所述测量平台包括多个气量计，每个气量计包括被配置为向所述被测表面提供气体的附加的测量喷嘴，并且其中所述多个气量计被定位成阵列，所述阵列在基本上平行于所述被测表面的方向上延伸。10.根据权利要求9所述的设备，其中所述多个气量计中的每个气量计还包括被配置为向所述参考表面提供气体的参考喷嘴。11.根据权利要求9或权利要求10所述的设备，其中所述多个气量计中的每个气量计被流体连接到所述气量计的所述参考喷嘴。12.根据权利要求11所述的设备，其中所述多个气量计经由流体连接通道被连接至所述气量计的所述参考喷嘴，所述流体连接通道被配置为跨越所述阵列分配气体。13.根据权利要求12所述的设备，还包括限制元件，所述限制元件被配置为限制跨越所述阵列的气体的流量。14.根据权利要求9至13中任一项所述的设备，其中所述多个气量计中的每个气量计还包括MEMS传感器，所述MEMS传感器被构造并被布置为感测背压的差。15.根据权利要求1至14中任一项所述的设备，其中所述设备是光刻设备，所述光刻设备包括：投影系统，被构造并被布置为接收经图案化的辐射束并且将所述经图案化的辐射束投影到衬底上；以及衬底台，被配置为保持所述衬底；其中所述衬底的表面是所述被测表面。16.根据权利要求15所述的设备，其中来自所述气量计的测量结果被用于确定和调整所述衬底台与所述测量平台的相对位置。17.一种用于测量设备中的表面的方法，所述设备具有：量测框架，被构造并被布置为基本上静止的参照框架；安装到所述量测框架的参考框架，所述参考框架包括参考表面；以及包括气量计的测量平台，所述测量平台能够相对于所述参考框架、所述量测框架和被测表面移动，并且所述气量计包括被配置为向所述参考表面提供气体的参考喷嘴、被配置为向所述被测表面提供气体的测量喷嘴、以及传感器；所述方法包括：向所述气量计的所述参考喷嘴提供气体；向所述气量计的所述测量喷嘴提供基本上恒定流量的气体；以及利用所述传感器感测来自所述参考喷嘴和所述测量喷嘴中的每个喷嘴的背压的差，其中所述参考喷嘴被配置为向所述参考表面提供气体，并且所述测量喷嘴被配置为向所述被测表面提供气体。18.根据权利要求17所述的方法，其中所述感测由MEMS传感器执行。19.根据权利要求17或权利要求18所述的方法，还包括基于所感测的差、使用致动器来调整所述测量平台相对于所述量测框架的位置。20.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·H·莱昂斯，M·C·莱杰南，E·J·阿勒马克，N·M·昂古里努，J·H·瓦尔什，
申请(专利权)人：ASML控股股份有限公司，ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL