光刻设备和器件制造方法以及测量系统技术方案

本发明专利技术涉及光刻设备，它包括：辐射系统，用以提供投影辐射线束；投影系统，用以把投影线束投影在衬底的目标部分上；运动物体；位移装置，用以使运动物体在第一方向和不同于第一方向的第二方向上相对于投影系统运动；和测量装置，用以测量运动物体在基本上垂直于第一方向和第二方向的第三方向上的位移。按照本发明专利技术的光刻设备的特征在于包括编码器系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光刻设备，它包括-辐射系统，它提供投影辐射线束；-用于支持图案形成装置的支持结构，图案形成装置用来按照所需图案使投影线束形成图案；-衬底平台，用以承载衬底；和-投影系统，用以把形成了图案的线束投影在衬底的目标部分。本专利技术还涉及测量系统。
技术介绍
这里使用的术语“图案形成装置”，应该广义地解释为指可以把按照要在衬底目标部分建立的图案而形成的图案截面赋予入射的辐射线束的装置；在这上下文中也可以使用“光阀”这一术语。一般所述图案与诸如集成电路或其他器件(见下文)等要在器件中目标部分建立的特定功能层对应。这样的图案形成装置的示例包括-掩模。掩模的概念在光刻中是众所周知的，而且包括诸如二进制、交替相移和衰减相移等掩模类型以及各种混合掩模类型。在辐射线束中放置这样一种掩模会按照掩模上的图案引起照射到掩模上的辐射的选择性透射(在透射掩模的情况下)或反射(在反射掩模的情况下)。在掩模的情况下，支持结构一般是掩模平台，它保证可以把掩模支承在入射的辐射线束中的所需位置上，而且若有必要可以使其相对于所述线束移动。-可编程反射镜阵列。这种装置的一个示例是具有黏弹性控制层和反射面的矩阵可选址表面。这种器件背后的原理是，例如，反射面的选址区域把入射光反射为衍射光，而同时未选址的区域把入射光反射为非衍射光。利用适当的滤光片，所述非衍射光可以从反射线束中滤除，只留下衍射光。这样，所述线束便变得按照矩阵可寻址面的寻址图案形成图案。可编程反射镜阵列的一个替代实施例采用微反射镜矩阵排列，每一个反射镜都可以通过施加局部化的电场或通过采用压电执行装置使之单独绕轴倾斜。反射镜也是矩阵可寻址的，使得被选中的反射镜和未被选中的反射镜以不同的方向反射入射辐射线束。这样，被反射的线束便按照矩阵可寻址反射镜的选址图案形成图案。所需的矩阵寻址，例如，可以利用适当电子装置完成。在上述的两种情况下，图案形成装置都可以包括一个或多个可编程反射镜阵列。有关这里所指出的反射镜阵列的更多信息可从美国专利5,296,891、美国专利5,523,193、PCT专利申请WO98/38597和WO 98/33096中收集，这些专利文件均附此作参考。在可编程反射镜阵列的情况下，所述支持结构可以做成框架或平台，例如，根据需要可以固定或可以移动；和-可编程液晶显示(LCD)面板。这样的器件的一个示例在美国专利5,229,872中给出，所述专利亦附此作参考。如上所述，在这种情况下支持结构可以做成框架或平台，例如，根据需要可以固定或可以移动。为了简单明了，本文其余部分，在某些部位，专门指掩模和掩模平台的示例；然而，在这种情况下讨论的一般原理应该看做是上面提出的更广义的图案形成装置。光刻投影设备可以例如用在集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，图案形成装置可以产生与IC的各层对应的电路图案，而这种图案可以成像在已经覆盖了辐射敏感材料(抗蚀剂)层的衬底(硅晶片)的目标部分(例如，包括一个或多个管芯)上。单个晶片一般包括通过投影系统一次一个地依次辐照的相邻目标部分的整个网络。在采用掩模平台上的掩模形成图案的本设备中，可以在两种不同类型的机器进行区分。一种类型光刻投影设备，每个目标部分都通过目标部分上整个掩模图案的一次曝光进行辐照；这样一种设备一般称作晶片步进器或步进与重复设备。在一种替代的设备(一般称作步进与扫描设备)中，通过以下方法扫描每一个目标部分在给定基准方向(“扫描”方向)上在投影线束下扫描掩模图案，同时相对于所述方向平行地或逆平行地同步扫描衬底平台。因为投影系统一般都具有放大倍数M(一般＜1)，所以衬底平台扫描的速度V是因数M乘以掩模平台的扫描速度。有关这里所描述的光刻设备的更多信息，例如，可从美国专利6,046,792收集，所述专利附此作参考。在利用光刻投影设备制造器件的工艺中，图案(例如，在掩模中)成像在至少部分地覆盖辐射敏感材料(抗蚀剂)层的衬底上。在所述成像步骤之前，所述衬底可以经过诸如涂底层(priming)、涂抗蚀剂和软烘焙等不同的处理。曝光之后，衬底可以经受诸如曝光后烘焙(PEB)、显影、硬烘焙和成像特征的测量/检查等其他过程。这一系列过程用作器件例如IC各层图案形成的基础。然后可以使这样的图案形成层经受诸如刻蚀、离子注入(掺杂)、金属化、氧化、化学机械抛光等不同的过程，所有这些均旨在完成各层。若要做几层，则必须对每一个新层重复整个过程或其变型。最后，一个器件的阵列出现在衬底(晶片)上。然后，这些器件通过切片或锯割等技术彼此分开，此后可以把各个器件安装在载体上、连接到引脚上等。有关这些过程的进一步的信息可从例如Peter van Zant所著“MicrochipFabricationA Pratical Guide to Semiconductor Processing(微芯片制造半导体加工实践入门)”，第三版，McGraw Hil PublishingCo.，1997，ISBN 0-07-067250-4一书收集。所述书附此作参考。为了简明起见，在下文中，投影系统可以称作“透镜”；但是，这一术语应该广义地解释为包括不同类型的投影系统，包括衍射光学装置、反射光学装置、兼有反射光和衍射光的系统，例如，这些类型投影系统中的任何一种都可以适用于传统的成像或适用于在有浸入液体存在的情况下的成像。辐射系统也可以包括按照辐射线束定向、整形或控制其投影等用的这些设计类型中任何一种工作的组件，而这些组件在下文中也可以集体地或单个地称作“透镜”。另外，光刻设备可以是具有两个或多个衬底平台(和/或两个或多个掩模平台)的类型。在这样的“多平台”机械中，附加的平台可以平行使用，或者可以在一个或多个平台上进行准备步骤，而同时，一个或多个其他平台用于曝光。双平台光刻设备在例如美国专利5,969,441和WO 98/40791作了描述，两者均附此作参考。光刻设备的操作序列包括投影系统处于活动状态的投影阶段。在操作序列的投影阶段过程中出现投影周期。在投影阶段过程中，投影线束要在衬底表面上移动。图案形成装置也必须对投影线束作相对运动。这是通过投影系统固定，而衬底和图案形成装置相对于投影系统作相对运动达到的。衬底承载在诸如晶片平台等衬底平台上。衬底平台可以在衬底平台的x-y平面上平行于衬底平面运动，衬底在投影阶段过程中基本上垂直于投影线束的方向。衬底平面称作衬底的x-y平面。衬底平台的x方向和衬底平台的y方向两个都定义在衬底平台的x-y平面上。它们彼此垂直，并代表衬底平台运动的主平移方向。垂直于衬底平台x-y平面的方向称作衬底平台的z方向。图案形成装置承载在标度线平台上。标度线平台可以在与图案形成装置平面平行的标度线平台的x-y平面上移动，在投影阶段过程中，图案形成装置基本上垂直于投影线束的方向。图案形成装置的平面称作标度线平台的x-y平面。标度线平台的x方向和标度线平台的y方向两者都定义在标度线平台的x-y平面上。它们彼此垂直，并代表标度线平台运动的主平移方向。垂直于标度线平台的x-y平面的方向称作标度线平台的z方向。一般，衬底平台的x-y平面和标度线平台的x-y平面是平行的，所以衬底平台z方向基本上等于标度线平台的z方向。标度线平台的y方向一般定义为标度线平台的长本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光刻设备，它包括：－辐射系统，用以提供投影辐射线束；－投影系统，用以把所述投影线束投影在衬底的目标部分上；－运动物体；－位移装置，用以使所述运动物体基本上在第一方向和不同于第一方向的第二方向上相对于所述投 影系统运动；－测量装置，用以测量所述运动物体在基本上垂直于所述第一方向和所述第二方向的第三方向上的位移，其特征在于，所述测量装置包括编码器系统。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：MHM比姆斯，EAF范德帕斯奇，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]