光刻设备和器件制造方法技术

本发明专利技术公开了一种光刻设备和一种器件制造方法。具体地，公开了一种位置测量系统，用以测量可移动物体相对于另一物体的位置，所述系统包括：两个或更多个一维（１Ｄ）编码器头，其安装在可移动物体和所述另一物体中的一个上，并且每一个配置成沿测量方向发射测量束；一个或更多个参照目标，其安装在可移动物体和另一物体中的另一个上，每个所述参照目标包括具有栅格或光栅的平面表面、以与所述两个或更多个一维（１Ｄ）编码器头协作；和处理器，配置成基于所述两个或更多个一维编码器头的输出计算可移动物体的位置，其中所述两个或更多个一维编码器头的每一个的测量方向不垂直于相应的所述参照目标的平面表面。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种位置测量系统、光刻设备以及位置测量方法。
技术介绍
光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上，通常是衬底的目标部分上的机器。例 如，可以将光刻设备用在集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可以将可选地称为掩模 或掩模版的图案形成装置用于生成待形成在所述IC的单层上的电路图案。可以将该图案 转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或多个管芯)上。 所述图案的转移通常是通过将图案成像到提供到衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)的层 上。通常，单个衬底将包含连续形成图案的相邻目标部分的网络。公知的光刻设备包括 所谓的步进机，在所述步进机中，通过将整个图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一 个目标部分；以及所谓的扫描器，在所述扫描器中，通过辐射束沿给定方向(“扫描”方向) 扫描所述图案、同时沿与该方向平行或反向平行的方向扫描所述衬底来辐射每一个目标部 分。也可能通过将图案压印(imprinting)到衬底的方式从图案形成装置将图案转移到衬 底上。在扫描型的光刻设备中，期望以高精确度控制图案形成装置和衬底的位置。为了 这个目的，期望以高精确度确定在六个自由度上的实际位置。干涉仪或编码器型位置测量 系统可以用于实现这些测量。编码器型位置测量系统可以包括安装在可移动物体上的编码器头和安装在参照 物体的参照目标。参照目标包括布置在平面表面上的栅格或光栅。编码器头的测量束被以 直角引导到平面表面上。测量束在光栅上的正第一级和负第一级反射在编码器头中被组 合。基于该组合信号的强度差异，可移动物体相对于参照物体在基本垂直于测量束的方向 上的移动可以被确定。US7573581 (本文以参考的方式引用该专利文献全文内容)公开了一种二维编码 器头，其能够测量物体在两个方向(即基本上平行于参照物体的平面表面的移动和基本上 垂直于参照物体的平面表面的移动)上的位置。在编码器头中，单个光束被分成两个测量 束，它们相对于栅格板以相反的角度被引导。正第一级和负第一级衍射反射束被结合在一 起形成组合信号。基于由布置在编码器头中的探测器测量的该组合信号中的强度差异，确 定表示可移动物体相对于参照物体的位置改变的信号。这些信号包含有关可移动物体基本 上平行于参照目标的平面表面的移动方面的信息，也包含有关可移动物体基本上垂直于参 照目标的平面表面的移动方面的信息。因为测量束以相反的角度被引导，即相对于编码器头的主轴镜像对称，因此，通过 减去和加上测量信号计算信号的基本上平行于参照目标的平面表面和基本上垂直于参照 目标的平面表面的分量。US2003/0169434公开了编码器型位移探测设备的另一实施例，包括光发射/接收 单元，其包括用于辐射光的光源、用于将返回的光分成多个光的分光单元、从光源到外部光学系统并从外部光学系统返回的光称为返回光、用于对应于返回光的偏振状态增强或减弱 从其传输的光的量的偏振单元，以及光接收单元，其具有用于探测通过偏振单元传输的光 的多个光探测元件。光源、分光单元、偏振单元以及光学接收单元是统一地集成为一个单兀。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种替换的编码器型位置测量系统，并且提供一种包括这种位置 测量系统的光刻设备。此外，期望提供一种具有设计灵活性的编码器型位置测量系统，和在 具有这种灵活性的光刻设备中布置位置测量系统的方法。根据本专利技术的一个实施例，提供一种位置测量系统，用以测量可移动物体相对于 另一物体的位置，所述系统包括两个或更多个一维编码器头，其安装在可移动物体和另一 物体中的一个上，并且每一个能够发射具有测量方向的测量束；一个或更多个参照目标，其 安装在可移动物体和另一物体中的另一个上，每个参照目标包括具有栅格或光栅的平面表 面用以与所述两个或更多个一维编码器头协作；和处理器，用以基于所述两个或更多个一 维编码器头的输出计算物体的位置，其中所述两个或更多个一维编码器头的每一个的测量 方向不垂直于所述各个参照目标的平面表面。根据本专利技术的一个实施例，提供一种光刻设备，包括照射系统，配置成调节辐射 束；支撑结构，构造成支撑图案形成装置，所述图案形成装置能够在辐射束的横截面上将图 案赋予辐射束以形成图案化的辐射束；衬底台，构造成保持衬底；和投影系统，配置成将图 案化的辐射束投影到衬底的目标部分上，其中光刻设备包括位置测量系统用以确定所述支 撑结构或衬底台相对于物体的位置，其中所述位置测量系统包括两个或更多个一维编码 器头，其安装在所述支撑结构或衬底台和所述物体中的一个上，并且每一个能够发射具有 测量方向的测量束；一个或更多个参照目标，其安装在所述支撑结构或衬底台和物体中的 另一个上，每个所述参照目标包括具有栅格或光栅的平面表面用以与所述两个或更多个一 维编码器头协作；和处理器，配置成基于所述两个或更多个一维编码器头的输出计算衬底 台的支撑结构的位置，其中所述两个或更多个一维编码器头的每一个的测量方向不垂直于 相应的所述参照目标的平面表面。根据本专利技术的一个实施例，提供一种在光刻设备中布置位置测量系统、用以测量 光刻设备中的台相对于物体在六个自由度上的位置的方法，所述方法包括提供六个一维 编码器头，每一个能够沿测量方向发射测量束，和一个或更多个参照目标，每一个所述参照 目标包括具有栅格或光栅的平面表面、用以与所述一个或更多个一维编码器头协作；将一 维编码器头安装在所述台和所述物体中的一个上，并且将一个或更多个参照目标安装在所 述台和所述物体中的另一个上，其中所述六个一维编码器头的至少两个的所述测量方向不 垂直于相应的参照目标的平面表面；和将所述六个一维编码器头耦合到配置成基于所述一 维编码器头的输出计算所述物体的位置的处理器。附图说明下面仅通过示例的方式，参考附图对本专利技术的实施例进行描述，其中示意性附图 中相应的标记表示相应的部件，在附图中图1示出根据本专利技术的一个实施例的光刻设备；图2示出根据本专利技术的一个实施例的编码器头和栅格板位置测量系统；图3示出根据本专利技术的位置测量系统的实施例的一个实施例的侧视图；图4示出根据本专利技术的一个实施例的位置测量系统的实施例的结构的俯视图；图5示出根据本专利技术的一个实施例的编码器头的结构；以及图6示出根据本专利技术的位置测量系统的另一实施例的俯视图。具体实施例方式图1示意地示出了根据本专利技术的一个实施例的一种光刻设备。所述光刻设备包 括照射系统(照射器)IL，其配置用于调节辐射束B(例如，紫外(UV)辐射或任何其他合 适的辐射)；图案形成装置支撑结构或掩模支撑结构(例如掩模台)MT，其构造用于支撑图 案形成装置(例如掩模)MA，并与用于根据确定的参数精确地定位图案形成装置的第一定 位装置PM相连。所述设备还包括衬底台(例如晶片台)WT或“衬底支撑结构”，其构造成用 于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并且连接至配置用于根据确定的参数精确地定 位衬底的第二定位装置PW。所述设备还包括投影系统(例如折射式投影透镜系统)PS，其 配置成用于将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C (例如包 括一根或多根管芯)上。照射系统可以包括各种类型的光学部件，例如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静 电型或其它类型的光学部件、或其任意组合，以引导、成形、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种位置测量系统，用以测量可移动物体相对于另一物体的位置，所述系统包括：两个或更多个一维编码器头，其安装在所述可移动物体和所述另一物体中的一个上，并且每一个一维编码器头配置成沿测量方向发射测量束；参照目标，其安装在所述可移动物体和所述另一物体中的另一个上，所述参照目标包括具有栅格或光栅的平面表面、用以与所述两个或更多个一维编码器头协作；和处理器，配置成基于所述两个或更多个一维编码器头的输出计算可移动物体的位置，其中所述两个或更多个一维编码器头的每一个的测量方向不垂直于所述参照目标的平面表面。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：EAF范德帕斯卡，EJM尤森，ER鲁普斯卓，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：NL