專利名稱：平版印刷設(shè)備和裝置制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及平版印刷設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
平版印刷設(shè)備是一種將一個(gè)所要圖案應(yīng)用到一襯底(通常為該襯底的一個(gè)目標(biāo)部分)上的機(jī)器。平版印刷設(shè)備例如可以用于制造集成電路(IC)。在那種情況下，可以使用一個(gè)或者稱為掩?；蚩叹€板的圖案形成裝置來產(chǎn)生形成于集成電路的單個(gè)層上的電路圖案。該圖案可以轉(zhuǎn)移到襯底(如硅片)上的目標(biāo)部分(例如包括一個(gè)或若干個(gè)模具的一部分)上。圖案的轉(zhuǎn)移通常通過成像到設(shè)置于襯底上的一層輻射敏感材料(抗蝕劑)上而完成。通常，單獨(dú)一個(gè)襯底將包含被相繼構(gòu)造圖案的相鄰的目標(biāo)部分的網(wǎng)格。傳統(tǒng)的平版印刷設(shè)備包括所謂步進(jìn)器和所謂掃描器，在步進(jìn)器中，通常在一個(gè)時(shí)間將一完整圖案曝光在該目標(biāo)部分上而輻照每個(gè)目標(biāo)部分，在掃描器中通過一輻射光束沿給定方向(“掃描”方向)掃描該圖案而同時(shí)平行該方向或反平行該方向地同步掃描該襯底來輻照每個(gè)目標(biāo)部分。也可以通過將圖案壓印在襯底上而將圖案從圖案形成裝置轉(zhuǎn)移到襯底上。
為了將圖案投射在襯度上，希望精確地對(duì)準(zhǔn)圖案形成裝置和襯底，也即彼此相對(duì)地安置。其次，該圖案形成裝置和襯底可能需要相對(duì)于輻射光束和/或包括在平版印刷設(shè)備中的其它裝置而被對(duì)準(zhǔn)。
在傳統(tǒng)的平版印刷設(shè)備中，襯底臺(tái)和圖案支架兩者設(shè)有一個(gè)驅(qū)動(dòng)器組件，其構(gòu)型可相對(duì)于一參考點(diǎn)精確地定位該襯底和圖案形成裝置。該驅(qū)動(dòng)器組件可包括一長(zhǎng)行程驅(qū)動(dòng)器和一短行程驅(qū)動(dòng)器。該長(zhǎng)行程驅(qū)動(dòng)器和短行程驅(qū)動(dòng)器操作上聯(lián)接而能夠利用該長(zhǎng)行程驅(qū)動(dòng)器在一相當(dāng)大的距離上移動(dòng)該襯底或圖案形成裝置并利用該短行程驅(qū)動(dòng)器精確地定位該襯底或圖案形成裝置。應(yīng)當(dāng)注意，一個(gè)用于長(zhǎng)距離移動(dòng)一物體的驅(qū)動(dòng)器如長(zhǎng)行程驅(qū)動(dòng)器本身通常不適宜于精確安置。
發(fā)明概要按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明提供一種平版印刷設(shè)備，該設(shè)備包括一個(gè)被配置來調(diào)節(jié)一輻射光束的照射系統(tǒng)；一個(gè)被構(gòu)造來支承一圖案形成裝置的圖案支架，該圖案形成裝置能傳遞具有其截面圖案的輻射光束，以形成一構(gòu)成圖案的輻射光束，該圖案支架由一第一驅(qū)動(dòng)器組件可移動(dòng)地支承，該第一驅(qū)動(dòng)器組件包括一長(zhǎng)行程驅(qū)動(dòng)器，用于相對(duì)于一固定參考點(diǎn)而定位該圖案形成裝置；一個(gè)被結(jié)構(gòu)來保持一襯底的襯底臺(tái)，該襯底臺(tái)由一第二驅(qū)動(dòng)器組件可移動(dòng)地支承，該第二驅(qū)動(dòng)器組件包括一長(zhǎng)行程驅(qū)動(dòng)器和一短行程驅(qū)動(dòng)器，用于相對(duì)于該固定的參考點(diǎn)而定位該襯底；一個(gè)投射系統(tǒng)，被構(gòu)造來將該構(gòu)造圖案的輻射光束投射到該襯底的一個(gè)目標(biāo)部分上；以及一個(gè)控制系統(tǒng)，包括用于測(cè)定該圖案形成裝置的實(shí)際位置的測(cè)定系統(tǒng)和操作上連接到該測(cè)定系統(tǒng)、第一驅(qū)動(dòng)器組件及第二驅(qū)動(dòng)器組件的控制電路，該控制電路的構(gòu)型做成定位該圖案形成裝置而獲得一所希望的圖案位置；通過比較該所希望的圖案位置和瞬時(shí)位置而測(cè)定一圖案定位誤差；測(cè)定一所要襯底位置而基本上補(bǔ)償該圖案定位誤差；以及將該襯底定位在所希望的襯底位置上。
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明提供一種平版印刷設(shè)備，該設(shè)備包括一個(gè)被構(gòu)造來調(diào)節(jié)一輻射光束的照射系統(tǒng)；一個(gè)其結(jié)構(gòu)可支承一圖案形成裝置的圖案支架，該圖案形成裝置能傳遞具有其截面圖案的輻射光束，以形成一構(gòu)成圖案的輻射光束，該圖案支架由一第一驅(qū)動(dòng)器組件可移動(dòng)地支承，該第一驅(qū)動(dòng)器組件包括一長(zhǎng)行程驅(qū)動(dòng)器和一短行程驅(qū)動(dòng)器，用于相對(duì)于一固定參考點(diǎn)而定位該圖案形成裝置；一個(gè)其結(jié)構(gòu)能保持一襯底的襯底臺(tái)，該襯底臺(tái)由一第二驅(qū)動(dòng)器組件可移動(dòng)地支承，該第二驅(qū)動(dòng)器組件包括一長(zhǎng)行程驅(qū)動(dòng)器，用于相對(duì)于該固定的參考點(diǎn)而定位該襯底；和一個(gè)被構(gòu)造來將該有圖案的輻射光束投射到該襯底的一個(gè)目標(biāo)部分上的投射系統(tǒng)、一個(gè)包括一用于測(cè)定該襯底的實(shí)際位置的測(cè)定系統(tǒng)及操作上連接于該測(cè)定系統(tǒng)、第一驅(qū)動(dòng)器組件和第二驅(qū)動(dòng)器組件的控制電路，該控制電路的構(gòu)型做成定位該襯底而獲得一所希望的襯底位置、通過比較該所希望的襯底位置和實(shí)際位置而測(cè)定一襯底定位誤差、測(cè)定一所希望的圖案形成裝置的位置而基本上補(bǔ)償該襯底定位誤差，以及將該圖案形成裝置定位在該所希望的圖案形成裝置的位置上。
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，一種裝置制造方法包括用圖案形成裝置對(duì)一輻射光束構(gòu)造圖案而獲得一有圖案的輻射光束；將該有圖案的輻射光束投射在一襯底上，并控制該襯底的位置，該控制包括測(cè)定該圖案形成裝置的實(shí)際位置，將該圖案形成裝置定位在所希望的圖案形成裝置的位置上；通過比較該所希望的圖案形成裝置的位置和該裝置的實(shí)際位置而測(cè)定一個(gè)圖案形成裝置的定位誤差；測(cè)定一個(gè)所希望的襯底位置而基本上補(bǔ)償該圖案形成裝置的定位誤差；以及將該襯底定位在所希望的襯底位置上。
本發(fā)明的實(shí)施例包括一個(gè)適合于高加速度和高速度而具有相當(dāng)?shù)偷馁|(zhì)量和因此產(chǎn)生較低熱量的驅(qū)動(dòng)器組件和支架結(jié)構(gòu)。
附圖簡(jiǎn)述現(xiàn)在僅作為例子參照示意的附圖來描述本發(fā)明的實(shí)施例，附圖中相應(yīng)的標(biāo)號(hào)表示相應(yīng)的部件，其中

圖1表示按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的平版印刷設(shè)備；圖2示意表示按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的平版印刷設(shè)備；圖3表示按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的控制系統(tǒng)的控制圖；以及圖4示意表示按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一種圖案支架。
詳細(xì)描述圖1按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例示意表示一種平版印刷設(shè)備。該設(shè)備包括一個(gè)被配置成調(diào)節(jié)一輻射光束B(如紫外輻射)的照射系統(tǒng)(照射器)IL和一個(gè)支承結(jié)構(gòu)(如掩模臺(tái))MT，后者的構(gòu)造能支承一圖案形成裝置(如掩模)MA并連接在第一安置裝置PM上，定位裝置PM的構(gòu)型能按照某種參數(shù)而精確地定位該圖案形成裝置。該設(shè)備還包括一個(gè)襯底臺(tái)(如晶片臺(tái))WT，被配置成保持一襯底(如抗涂敷晶片)W并連接在第二安置裝置PW上，后者的構(gòu)型能按照某些參數(shù)而精確地定位該襯底。該設(shè)備還包括一個(gè)投射系統(tǒng)(如折射投射透鏡系統(tǒng))PS，被配置成將由圖案形成裝置MA給予輻射光束B的圖案投射到襯底W的目標(biāo)部分C(例如包括一個(gè)或多個(gè)模具)上。
該照射系統(tǒng)可以包括各種類型的光學(xué)部件，如折射的、反射的、磁性的、電磁的、靜電的或其它類型的光學(xué)部件或其任何組合，以用于指引、成形或控制輻射。
該支承結(jié)構(gòu)支承(即承載)該圖案形成裝置的重量。其保持該圖案形成裝置的方式取決于該圖案形成裝置的取向、該平版印刷設(shè)備的設(shè)計(jì)及其它條件，如該圖案形成裝置是否保持在真空環(huán)境中。該支承結(jié)構(gòu)可以使用機(jī)械的、真空的、靜電的或其它夾持技術(shù)來保持該圖案形成裝置。該支承結(jié)構(gòu)例如可以是一框架或平臺(tái)，按照需要該結(jié)構(gòu)可以固定或可以移動(dòng)。該支承結(jié)構(gòu)可以保證該圖案形成裝置處于一所要位置，例如相對(duì)于該投射系統(tǒng)的所要位置。此處使用的術(shù)語“刻線板”或“掩?！笨梢钥醋鍪歉话愕男g(shù)語“圖案形成裝置”的同義詞。
此處使用的術(shù)語“圖案形成裝置”應(yīng)當(dāng)廣泛地解釋為指能夠用于傳遞一股在其截面中帶有圖案如用以在襯底的目標(biāo)部分中產(chǎn)生圖案的輻射光束的任何裝置。應(yīng)當(dāng)注意到，傳遞給輻射光束的圖案可以并不精確地對(duì)應(yīng)于襯底目標(biāo)部分中所希望的圖案，例如，如果該圖案包括移相特點(diǎn)或所謂輔助特點(diǎn)的話。通常，傳遞給輻射光束的圖案將對(duì)應(yīng)于該目標(biāo)部分中產(chǎn)生的一種器件如集成電路中的一個(gè)特定的功能層。
該圖案形成裝置可以是透射的或反射的。圖案形成裝置的例子包括掩模、可編程序的反射鏡陣列和可編程序的LCD板。掩模在平版印刷術(shù)中是眾所周知的，并包括如二元式、交替移相式和衰變移相式及各種混合式掩模類型。可編程序的反射鏡陣列的一個(gè)例子利用一種小反射鏡的矩陣配置，每個(gè)小反射鏡可以單個(gè)地傾斜，從而沿不同方向反射一股入射的輻射光束。這些傾斜的反射鏡傳遞由該反射鏡陣列反射的輻射光束中的圖案。
此處使用的術(shù)語“投射系統(tǒng)”應(yīng)當(dāng)廣泛地解釋為包括任何種類的投射系統(tǒng)如折射、反射、折反射、磁性、電磁和靜電光學(xué)系統(tǒng)，或它們的任何組合，如適合于使用曝光輻射，或適合于使用浸沒液體或使用真空等其它固素。此處術(shù)語“投射透鏡”的任何使用均可認(rèn)為是更一般術(shù)語“投射系統(tǒng)”的同義語。
如此處描繪的，該設(shè)備為透射式(如利用一透射掩模)。或者是，該設(shè)備可以是一種反射式(例如利用一種上述類似的可編程序的反射鏡陣列或利用一反射掩模)。
該平版印刷設(shè)備可以是一種有兩個(gè)(雙級(jí))或多個(gè)襯底臺(tái)(和/或兩個(gè)或多個(gè)掩模臺(tái))的類型。在這樣的“多級(jí)”機(jī)器中，這些額外的臺(tái)可以并聯(lián)地使用，或在一個(gè)或多個(gè)臺(tái)上可以進(jìn)行預(yù)備步驟，而一個(gè)或多個(gè)其它的臺(tái)用于曝光。
該平版印刷設(shè)備也可以是這樣一種類型，其中至少一部分襯底可以用一種有一相當(dāng)高的折射指數(shù)的液體(如水)來復(fù)蓋，從而填充該投射系統(tǒng)和襯底之間的空間。也可以在平版印刷設(shè)備中的其它空間內(nèi)如在掩模和投射系統(tǒng)之間施加一種浸沒液體。浸沒技術(shù)在該技術(shù)中是眾所周知的，用于增大投射系統(tǒng)的數(shù)值孔徑。如此處使用的術(shù)語“浸沒”并不意味著一種結(jié)構(gòu)如襯底必須浸在液體中，而相反僅意味著在曝光期間液體位于該投射系統(tǒng)和襯底之間。
參照?qǐng)D1，照射器IL接受從輻射源SO來的輻射光束。該輻射源和平版印刷設(shè)備可以是獨(dú)立的機(jī)構(gòu)，例如當(dāng)該輻射源是一個(gè)準(zhǔn)分子激光器時(shí)。在這樣的情況下，并不認(rèn)為該輻射源形成該平版印刷設(shè)備的一部分，而該輻射光束利用光束傳送系統(tǒng)BD包括例如合適的引導(dǎo)反射鏡和/或一光束擴(kuò)張器而從輻射源SO通到照射器IL。在其它情況下，該輻射源可以是該平版印刷設(shè)備的一個(gè)整體部分，例如當(dāng)該輻射源是一個(gè)汞燈時(shí)。如果需要，可以將輻射源SO和照射器IL同光束傳送系統(tǒng)BD一起稱為一個(gè)輻射系統(tǒng)。
照射器IL可以包括一個(gè)調(diào)整器AD，其構(gòu)型可調(diào)整該輻射光束的強(qiáng)度角分布。一般地說，至少可以調(diào)整該照射器的瞳孔平面中強(qiáng)度分布的外和/或內(nèi)徑向范圍(通常分別稱作σ-外和σ-內(nèi))。此外，照射器IL可以包括各種其它部件，如整合器IL和聚光器CO。該照射器可以用于調(diào)節(jié)該輻射光束而在其截面中具有所需的均勻性和強(qiáng)度分布。
輻射光束B入射在圖案形成裝置(如掩模MA)上，后者保持在支承結(jié)構(gòu)(如掩模臺(tái)MT)上，并由該圖案形成裝置構(gòu)圖。已通過掩模MA后，輻射光束B通過投射系統(tǒng)PS，該系統(tǒng)將光束B投射在襯底W的目標(biāo)部分C上。利用第二安裝裝置PW和位置傳感器IF(如于涉裝置、線性編號(hào)器或電容傳感器)，可以精確地移動(dòng)襯底臺(tái)WT，例如從而將不同的目標(biāo)部分C定位在輻射光束B的路徑中。同樣，第一安置裝置PM和另一位置傳感器(后者沒有在圖1中清晰示出)可以用于相對(duì)于輻射光束B的路徑精確地安置掩模MA，例如在從掩模庫中機(jī)械檢索后或掃描期間。通常，利用一個(gè)長(zhǎng)行程組件(粗略安置)和一個(gè)短行程組件(精細(xì)安置)可以實(shí)現(xiàn)掩模臺(tái)MT的移動(dòng)，它們形成第一安置裝置PM的一部分。同樣，通常，利用一個(gè)長(zhǎng)行程組件和一個(gè)短行程組件可以實(shí)現(xiàn)襯底臺(tái)WT的移動(dòng)，它們形成第二安置裝置PW的一部分。在一個(gè)步進(jìn)器(如與描掃器相反)的情況下，掩模臺(tái)MT只可連接到一個(gè)短行程驅(qū)動(dòng)器上，或可以被固定。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，掩模臺(tái)MT或襯底臺(tái)WT只可連接在一個(gè)長(zhǎng)行程驅(qū)動(dòng)器上。利用掩模對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記M1、M2和襯底對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記P1、P2可以對(duì)準(zhǔn)掩模MA和襯底W。雖然圖示的襯底對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記占據(jù)了專用的目標(biāo)部分，但它們也可定位在目標(biāo)部分之間(它們被稱為劃線-分道對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記)。同樣，在掩模MA上設(shè)置多于一個(gè)的模具的情況下，這些掩模對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記可定位在模具之間。
所述設(shè)備可用于下列方式中的至少一種步進(jìn)方式掩模臺(tái)MT和襯底臺(tái)WT基本上保持靜止，而一個(gè)傳遞給輻射光束的完全圖案在一個(gè)時(shí)間(如單獨(dú)一次靜止曝光)投射到一個(gè)目標(biāo)部分C上。然后襯底臺(tái)WT沿X方向和/或Y方向移動(dòng)，使得一個(gè)不同的目標(biāo)部分C能被曝光。在步進(jìn)方式中，曝光場(chǎng)的最大尺寸限制在單獨(dú)一次靜止曝光中成像的目標(biāo)部分C的尺寸內(nèi)。
掃描方式掩模臺(tái)MT和襯底臺(tái)WT被同步地掃描，而一個(gè)傳遞給輻射光束的圖案投射到一個(gè)目標(biāo)部分C上(即單獨(dú)一次動(dòng)態(tài)曝光)。襯底臺(tái)WT相對(duì)于掩模臺(tái)MT的速度和方向可以由投射系統(tǒng)PS的放大率(縮小率)和圖像倒轉(zhuǎn)特性決定。在掃描方式中，曝光場(chǎng)的最大尺寸限制單獨(dú)一次動(dòng)態(tài)曝光中目標(biāo)部分的寬度(沿非掃描方向)，而掃描移動(dòng)的長(zhǎng)度決定目標(biāo)部分(沿掃描方向)的高度。
另一方式掩模臺(tái)MT基本上保持靜止而保持一可編程序的圖案形成裝置，襯底臺(tái)WT移動(dòng)或掃描而一個(gè)傳遞給輻射光束的圖案投射到目標(biāo)部分C上。在該方式中，通常利用一脈動(dòng)的輻射源，而在一次掃描期間在襯度臺(tái)WT的每次移動(dòng)之后或在相繼的輻射脈動(dòng)之間使可編程序的圖案形成裝置適合新的要求。該操作方式可以容易地應(yīng)用于使用可編程序的圖案形成裝置如上述類型的可編程序的反射鏡陣列的無掩模的平版印刷術(shù)。
也可利用上述方式的組合和/或變化或者完全不同的方式。
圖2例示一種按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的平版印刷設(shè)備，該設(shè)備有一個(gè)底部框架BF、一個(gè)聯(lián)接在通過軟懸掛系統(tǒng)FS(如空氣裝架或非常軟的機(jī)械細(xì)繩)而與BF隔開的計(jì)量框架MF上的投射系統(tǒng)PJS。虛線指示一參考平面RP。該參考平面RP平行于投射系統(tǒng)PJS的光軸OA，組也可以有不同的選擇。
一個(gè)圖案支架PS定位在光軸OA的第一端部上，而一個(gè)襯底臺(tái)ST定位在光軸OA的另一端部上。在操作期間，一個(gè)圖案形成裝置定位在圖案支架PS上，而一個(gè)襯底定位在襯底臺(tái)ST上。一輻射光束被產(chǎn)生而通過該圖案形成裝置沿光軸OA而引導(dǎo)到襯底臺(tái)ST上的襯底上。為了正確地投射到襯底上，必須對(duì)準(zhǔn)該圖案形成裝置、投射系統(tǒng)PJS和襯底。但是，應(yīng)當(dāng)注意，襯底和圖案形成裝置之間的對(duì)準(zhǔn)的安置精度可以高于襯底相對(duì)于投射系統(tǒng)PJS的對(duì)準(zhǔn)或圖案形成裝置相對(duì)于投射系統(tǒng)PJS的對(duì)準(zhǔn)的安置精度。
為了操作期間的步進(jìn)或掃描，圖案支架PS和襯底臺(tái)ST設(shè)有一個(gè)驅(qū)動(dòng)器組件。如上所述，最好有一個(gè)產(chǎn)生相當(dāng)小的電動(dòng)勢(shì)和產(chǎn)生較小熱量的重量輕的支承結(jié)構(gòu)。為了提供一個(gè)重量輕的支架如重量輕的圖案支架PS，可以省略一個(gè)短行程的驅(qū)動(dòng)器。該驅(qū)動(dòng)器的安置精度對(duì)應(yīng)于組件，但是，而后變壞。
在歐洲專利申請(qǐng)書No.0967525和EP1265104中，公開了一種控制系統(tǒng)，其構(gòu)型可安置一襯底臺(tái)和一圖案支架。在該控制系統(tǒng)中，襯底臺(tái)位置中的誤差用一種圖案支架控制回路中的向前輸送控制來補(bǔ)償。這樣一種控制系統(tǒng)提供襯底和圖案形成裝置彼此相對(duì)的精確安置。該圖案形成裝置和襯底也可相對(duì)于一參考點(diǎn)如任何其它裝置而精確地安置。基于當(dāng)襯底臺(tái)ST和圖案支架PS中的僅僅一個(gè)可以相對(duì)于一參考點(diǎn)而精確地安置時(shí)該控制系統(tǒng)可彼此相對(duì)地精確地定位該襯底臺(tái)ST和圖案支架PS，本發(fā)明有利地利用一類似的控制系統(tǒng)而能省去該短行程驅(qū)動(dòng)器。
再參照?qǐng)D2，被配置成移動(dòng)襯底臺(tái)ST的驅(qū)動(dòng)器組件包括一個(gè)被配置成沿第一自由度在相當(dāng)大的距離SLH上移動(dòng)該襯底的襯底長(zhǎng)行程驅(qū)動(dòng)器SLS和一個(gè)被配置成沿第一自由度在相當(dāng)短的距離SSH上移動(dòng)該襯底的襯底短行程驅(qū)動(dòng)器?？梢蕴峁└嗟尿?qū)動(dòng)器，例如沿多于一個(gè)自由度PV而移動(dòng)襯底臺(tái)ST?？梢蕴峁┮粋€(gè)襯底位置測(cè)定系統(tǒng)SDS來測(cè)定襯底相對(duì)于參考平面RP的位置。位置測(cè)定系統(tǒng)的例子包括干涉計(jì)系統(tǒng)或編碼器系統(tǒng)。一個(gè)編碼器系統(tǒng)包括一個(gè)光柵和一個(gè)檢測(cè)該光柵的光學(xué)編碼器。
一個(gè)被配置成移動(dòng)圖案支架PS的驅(qū)動(dòng)器組件包括一個(gè)被配置成沿第一自由度在一相當(dāng)大的距離PLH上移動(dòng)該圖案形成裝置的圖案長(zhǎng)行程驅(qū)動(dòng)器PLS。可以提供更多的驅(qū)動(dòng)器，例如沿多于一個(gè)自由度SV來移動(dòng)圖案支架PS。提供一個(gè)圖案位置測(cè)定系統(tǒng)PDS如干涉計(jì)系統(tǒng)或編碼器系統(tǒng)來測(cè)定該圖案形成裝置相對(duì)于參考平面RP的位置。
因?yàn)橐r底臺(tái)ST設(shè)有短行程驅(qū)動(dòng)器，所以襯底臺(tái)ST因而該襯底可以沿第一自由度相對(duì)于參考平臺(tái)RP精確地安置。因?yàn)閳D案支架PS沒有設(shè)置短行程驅(qū)動(dòng)器，所以圖案支架可以以一相當(dāng)?shù)偷陌仓镁认鄬?duì)于參考平面RP而沿第一自由度安置。但從該相當(dāng)?shù)偷陌仓镁刃纬傻亩ㄎ徽`差可以通過對(duì)應(yīng)于該圖案形成裝置的實(shí)際位置來定位該襯底而得到補(bǔ)償。
圖3表示按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例用于控制襯底臺(tái)ST和圖案支架PS的控制方案。為了安置圖案支架PS，將所希望的圖案支架位置設(shè)定點(diǎn)PS_Setp_pos和所希望的圖案支架加速度設(shè)定點(diǎn)PS_Setp_acc輸入控制系統(tǒng)的控制電路。第一過濾器PS_Acc 2F將所希望的加速度PS_Setp_acc過濾到一個(gè)所希望的力。從所希望的位置PS_Setp_pos減去由位置測(cè)定系統(tǒng)(圖2中PDS)測(cè)定的實(shí)際位置PS_LS2RP_pos，形成相對(duì)于參考點(diǎn)或參考平面的位置誤差PS_LS2RP_pos_error(誤差)。將位置誤差PS_LS2RP_pos_error輸入控制器PS_CTRL如PID控制器，以獲得一個(gè)用于將圖案支架PS移動(dòng)到所要位置PS_Setp_pos的適當(dāng)?shù)牧?。圖案支架PS的機(jī)械特性被表示為一個(gè)用于產(chǎn)生輸出圖案支架PS的實(shí)際位置的力的過濾器。如上所述，圖案支架PS并未精確安置，因?yàn)槭∪チ硕绦谐舔?qū)動(dòng)器。為了補(bǔ)償形成的位置誤差，將位置誤差PS_LS2RP_pos_error供給到用于控制襯底臺(tái)ST移動(dòng)的控制電路。
可以利用相似的控制電路來控制襯底臺(tái)ST，控制電路中包括用于將所希望的加速度ST_Setp_acc過濾到一個(gè)所希望的力的第二過濾器ST_Acc 2F，該所希望的力由控制器ST_CTRL加在一個(gè)力輸出上，該控制器ST_CTRL接收一個(gè)對(duì)應(yīng)于所要位置ST_Setp_pos和實(shí)際位置ST_SS2RP_pos的信號(hào)。襯底臺(tái)ST由一個(gè)被接受圖案支架PS的定位誤差PS_LS2RP_pos_error的向前輸送電路產(chǎn)生的力進(jìn)一步控制。在由一個(gè)放大率過濾器MaF以及可能的另一向前輸送過濾器FFF過濾后，該位置誤差PS_LS2RP_pos_error被加到位置設(shè)定點(diǎn)ST_Setp_pos上。這些過濾器在以后描述。
其次，定位誤差PS_LS2RP_pos_error被輸送到時(shí)間分辨過濾器POS_2ACC，以用于相對(duì)于時(shí)間兩次分辨定位誤差PS_LS2RP_pos_error，由此測(cè)定圖案支架加速度誤差PS_LS2RP_acc_error。用襯底臺(tái)ST的質(zhì)量m過濾該加速度誤差PS_LS2RP_acc_error而確定一個(gè)被施加到襯底臺(tái)ST上的合適的力，用于向前輸送而補(bǔ)償加速度誤差PS_LS2RP_accerror。因此，將定位誤差PS_LS2RP_pos_error向前輸送到襯底臺(tái)ST的控制電路上能通過調(diào)整襯底臺(tái)ST的所要位置和/或所要加速度而補(bǔ)償圖案支架PS的定位誤差PS_LS2RP_pos_error和/或加速度誤差。
如上所述，該向前輸送的電路可以設(shè)置一個(gè)放大率過濾器MaF。該放大率過濾器MaF可補(bǔ)償投射系統(tǒng)的放大率，因?yàn)檫@樣一個(gè)放大率可以形成用于圖案形成裝置和襯底的不同的所要位置和速度。例如，對(duì)于投射系統(tǒng)的1/4的放大率，圖案形成裝置相對(duì)于投射系統(tǒng)的位移可以由大到圖案形成裝置相對(duì)于投射系統(tǒng)的位移的1/4倍的襯底位移來補(bǔ)償。因此，定位誤差PS_LS2RP_pos_error也需要對(duì)該放大率受到校正。
應(yīng)當(dāng)注意到，該放大率可以形成本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。如圖3中所示，該投射系統(tǒng)的放大率可以是1/4。因此，圖案支架PS需要移動(dòng)和加速到比襯底臺(tái)ST快四倍。因?yàn)槭〉舳绦谐舔?qū)動(dòng)器能促使高速度和較大的加速度，所以可以優(yōu)選地從支架結(jié)構(gòu)如圖案支架PS的驅(qū)動(dòng)器組件中省掉短行程驅(qū)動(dòng)器，這是比其它部件移動(dòng)和加速得更快所需要的。哪一種支架結(jié)構(gòu)需要移動(dòng)和加速得更快則取決于放大率，因此襯底臺(tái)ST也可以是如此。
該向前輸送電路也可以設(shè)置一個(gè)向前輸送過濾器FFF，例如為了使該控制電路適合預(yù)定的共振頻率、所希望的帶寬或任何其它特性或規(guī)格。向前輸送的過濾器FFF可以包括一個(gè)時(shí)間延遲過濾器，用于當(dāng)從定位誤差PS_LS2RP_pos_error中確定加速度誤差PS_LS2RP_acc_error時(shí)補(bǔ)償在時(shí)間分辨過濾器POS 2ACC中產(chǎn)生的時(shí)間延遲。該控制電路也可以設(shè)置一預(yù)測(cè)電路，如參考合并于此的歐洲專利申請(qǐng)書No.1265104中所公開的。
從上面圖2和圖3的描述，該技術(shù)的專業(yè)人員容易理解該平版印刷設(shè)備特別是控制系統(tǒng)、圖案支架PS和襯底臺(tái)ST是怎樣起作用的。在操作期間，沿第一自由度利用一長(zhǎng)行程驅(qū)動(dòng)器(并也可能沿其它自由度利用其它驅(qū)動(dòng)器)相對(duì)于投射系統(tǒng)PJS而定位該圖案形成裝置。該圖案形成裝置位置測(cè)定系統(tǒng)PDS測(cè)量圖案形成裝置的實(shí)際位置，而該控制系統(tǒng)通過與所要位置的比較來測(cè)定最終的定位誤差。該定位誤差提供給控制電路，用以控制襯底臺(tái)ST。然后襯底臺(tái)ST受到控制，使得該襯底相對(duì)于圖案形成裝置被精確地安置，也使得襯底和圖案形成裝置相對(duì)于投射系統(tǒng)的定位誤差不超過一個(gè)預(yù)定的定位誤差值。
圖4例示一個(gè)用于按照?qǐng)D2所述的平版印刷設(shè)備中的圖案支架PS。沿X軸方向，圖案支架PS機(jī)械上聯(lián)接到一個(gè)用于沿第一自由度X移動(dòng)的長(zhǎng)行程Y驅(qū)動(dòng)器(未示出)。圖案支架PS包括兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器10、12，用于沿第二自由度Y移動(dòng)圖案形成裝置PD和在一由X和Y限定的平面中轉(zhuǎn)動(dòng)圖案形成裝置PD，從而提供第三自由度Rxy。圖案支架PS還包括三個(gè)驅(qū)動(dòng)器14、16、18，用于沿第四自由度Z移動(dòng)圖案形成裝置PD和用于沿第五和第六自由度Rx、Ry轉(zhuǎn)動(dòng)圖案形成裝置PD。因此可以將圖案形成裝置精確地安置而用于相對(duì)于輻射光束聚焦和傾斜該圖案。如圖所示，該圖案構(gòu)造支架可設(shè)有供圖案構(gòu)造支架PS用的靈活的聯(lián)接裝置20和/或平衡塊體。該平衡塊體可防止大的掃描力干擾計(jì)量框架MF和底部框架BF上的精細(xì)的機(jī)械部件。
雖然本文中特別參考將平版印刷設(shè)備用于制造集成電路，但應(yīng)當(dāng)理解，此處描述的平版印刷設(shè)備可有其它用途，如制造集成光學(xué)系統(tǒng)、用于磁疇存儲(chǔ)器的引導(dǎo)如檢測(cè)圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等。專業(yè)人員將會(huì)理解，在此類其它用途的上下文中，此處術(shù)語“晶片”或“模具”的任何使用可分別看作更一般的術(shù)語“襯底”或“目標(biāo)部分”的同義詞。此處提到的襯底可在曝光之前或之后在例如一個(gè)軌道(一種通常在襯底上外加一層抗蝕劑并使曝光的抗蝕劑顯影的工具)、一個(gè)計(jì)量工具和/或一個(gè)檢查工具中進(jìn)行處理。在可以應(yīng)用的場(chǎng)合，此處所公開的內(nèi)容可以應(yīng)用于此種或其它襯底處理工具。其次，該襯底可以不止一次地處理，例如為了產(chǎn)生一個(gè)多層集成電路，使得此處使用的術(shù)語“襯底”也可指已經(jīng)包含多重已處理層的襯底。
雖然上面已特別參考將本發(fā)明用于光學(xué)平版印刷術(shù)中，但可以理解，本發(fā)明可用于其它用途中，如壓印平版印刷術(shù)，而且不限于光學(xué)平版印刷術(shù)。在壓印平版印刷術(shù)中，一個(gè)圖案形成裝置中的形貌限定襯底上產(chǎn)生的圖案。該圖案形成裝置的形貌可以壓入一層供應(yīng)到該襯底上的抗蝕劑中，隨后該抗蝕劑通過外加電磁輻射、熱量、壓力或其組合而固化。在抗蝕劑固化后，從圖案形成裝置上除去抗蝕劑，在其中留下一個(gè)圖案。
此外使用的術(shù)語“輻射”和“光束”包括所有類型的電磁輻射，包括紫外(UV)輻射(如具有為或約365、248、193、157或126nm的波長(zhǎng))和極紫外(EUV)輻射(如具有5～20nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng))，以及粒子束，如離子束或電子束。
本文提到的術(shù)語“透鏡”可以指各種類型的光學(xué)部件中的任何一種或組合，包括折射、反射、磁性、電磁和靜電的光學(xué)部件。
雖然上面已經(jīng)描述了本發(fā)明的特定實(shí)施例，但可以理解，本發(fā)明可以用描述之外的其它方式實(shí)施。例如，本發(fā)明可以采取一種計(jì)算機(jī)程序的形式，含有描述一種如上公開的方法的可以機(jī)讀的指令的一個(gè)或多個(gè)程序或一個(gè)具有這樣一個(gè)存儲(chǔ)于其中的計(jì)算機(jī)程序的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)(如半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、磁盤或光盤)。
上面的描述預(yù)定是例示的而不起限制作用。因此，該技術(shù)的專業(yè)人員將會(huì)明白，對(duì)描述的本發(fā)明可以進(jìn)行修改而并不偏離下面提出的權(quán)利要求書的范圍。
權(quán)利要求
1.一種平版印刷設(shè)備，包括(a)一個(gè)被配置來調(diào)節(jié)一輻射光束的照射系統(tǒng)；(b)一個(gè)被構(gòu)造來支承一圖案形成裝置的圖案支架，該圖案形成裝置能傳遞具有其截面圖案的輻射光束，以形成一構(gòu)成圖案的輻射光束該圖案支架被一第一驅(qū)動(dòng)器組件可移動(dòng)地支承，該第一驅(qū)動(dòng)器組件包括一個(gè)長(zhǎng)行程驅(qū)動(dòng)器，后者被配置來相對(duì)于一固定的參考點(diǎn)定位該圖案形成裝置；(c)一個(gè)被構(gòu)造來保持一襯底的襯底臺(tái)，該襯底臺(tái)由一第二驅(qū)動(dòng)器組件可移動(dòng)地支承，該第二驅(qū)動(dòng)器組件包括一個(gè)被配置來相對(duì)于該固定的參考點(diǎn)定位該襯底的長(zhǎng)行程驅(qū)動(dòng)器和短行程驅(qū)動(dòng)器；(d)一個(gè)投射系統(tǒng)，被配置來將構(gòu)造圖案的輻射光束投射到該襯底的目標(biāo)部分上；以及(e)一個(gè)控制系統(tǒng)；包括(i)一個(gè)測(cè)定系統(tǒng)，被配置來測(cè)定所述圖案構(gòu)成裝置的實(shí)際位置；以及(ii)按操作關(guān)系連接在所述測(cè)定系統(tǒng)、所述第一驅(qū)動(dòng)器組件和所述第二驅(qū)動(dòng)器組件上的控制電路，該控制電路被配置來定位所述圖案形成裝置，以獲得一個(gè)所希望的圖案位置；通過比較所述所希望的圖案位置和所述圖案形成裝置的所述實(shí)際位置來測(cè)定一個(gè)圖案定位誤差；測(cè)定一個(gè)所希望的襯底位置來基本上補(bǔ)償所述圖案定位誤差；以及將所述襯底定位在所述所希望的襯底位置上。
2.權(quán)利要求1的平版印刷設(shè)備，其特征在于，在操作期間該襯底和圖案形成裝置相對(duì)于該照射系統(tǒng)移動(dòng)，其中該控制系統(tǒng)還包括一個(gè)被配置來通過所述實(shí)際位置對(duì)時(shí)間的兩次求導(dǎo)來確定一圖案加速度誤差的加速度誤差電路；一個(gè)濾質(zhì)器，被配置來利用所述襯底臺(tái)的質(zhì)量特性來過濾所述圖案的加速度誤差，以便對(duì)所述襯底臺(tái)提供一個(gè)對(duì)應(yīng)于所述圖案加速度誤差的補(bǔ)償力。
3.權(quán)利要求2的平版印刷設(shè)備，其特征在于，該控制系統(tǒng)還包括一個(gè)時(shí)間延遲過濾器，后者被配置來補(bǔ)償在根據(jù)所述定位誤差確定所述圖案加速度誤差時(shí)在加速度誤差電路中出現(xiàn)的時(shí)間延遲。
4.權(quán)利要求2的平版印刷設(shè)備，其特征在于，該控制系統(tǒng)還包括一個(gè)預(yù)測(cè)電路，后者被配置來根據(jù)一早先的定位誤差來產(chǎn)生一未來的定位誤差信號(hào)并將所述未來的定位誤差信號(hào)傳遞給所述控制電路，從而基本上補(bǔ)償所述定位誤差.
5.權(quán)利要求1的平版印刷設(shè)備，其特征在于，該圖案支架包括一個(gè)短行程驅(qū)動(dòng)器，被配置來定位該圖案形成裝置而使其能夠聚集該圖案并相對(duì)于該輻射光束而使該圖案傾斜.
6.權(quán)利要求1的平版印刷設(shè)備，其特征在于，該測(cè)定系統(tǒng)是一個(gè)干涉計(jì)系統(tǒng).
7.權(quán)利要求1的平版印刷設(shè)備，其特征在于，該測(cè)定系統(tǒng)是一個(gè)編碼器系統(tǒng).
8.一種平版印刷設(shè)備，包括(a)一個(gè)照射系統(tǒng)，被配置來調(diào)節(jié)一個(gè)輻射光束；(b)一個(gè)圖案支架，被構(gòu)造來支承一圖案形成裝置，該圖案形成裝置能傳遞具有其截面圖案的輻射光束，以形成一構(gòu)成圖案的輻射光束該圖案支架被一第一驅(qū)動(dòng)器組件可移動(dòng)地支承，該第一驅(qū)動(dòng)器組件包括一個(gè)長(zhǎng)行程驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)短行程驅(qū)動(dòng)器，它們被配置來相對(duì)于一固定的參考點(diǎn)定位該圖案形成裝置；(c)一個(gè)被配置來保持一襯底的襯底臺(tái)，該襯底臺(tái)被一第二驅(qū)動(dòng)器組件可移動(dòng)地支承，該第二驅(qū)動(dòng)器組件包括一個(gè)被配置來相對(duì)于固定的參考點(diǎn)定位該襯底；(d)一個(gè)投射系統(tǒng)，被配置來將構(gòu)造圖案的輻射光束投射到該襯底的一個(gè)目標(biāo)部分上；以及(e)一個(gè)控制系統(tǒng)，包括(i)一個(gè)測(cè)定系統(tǒng)，被配置來測(cè)定所述襯底的實(shí)際位置；以及(ii)按操作關(guān)系連接在所述測(cè)定系統(tǒng)、所述第一驅(qū)動(dòng)器組件和所述第二驅(qū)動(dòng)器組件上的控制電路，該控制電路被配置來定位所述襯底而獲得一所希望的襯底位置；通過比較所述所希望的襯底位置和所述實(shí)際位置來測(cè)定一襯底定位誤差；測(cè)定一所希望的圖案形成裝置的位置來基本上補(bǔ)償所述襯底定位誤差；以及將所述圖案形成裝置定位在所述所希望的圖案形成裝置位置上。
9.權(quán)利要求8的平版印刷設(shè)備，其特征在于，在操作期間該襯底和圖案形成裝置相對(duì)于該照射系統(tǒng)移動(dòng)，其中該控制系統(tǒng)還包括一個(gè)被配置來通過所述實(shí)際位置對(duì)時(shí)間的兩次求導(dǎo)而測(cè)定一襯底加速度誤差的加速度誤差電路和一個(gè)濾質(zhì)器，后者被配置來利用所述圖案支架的質(zhì)量特性來過濾所述襯底的加速度誤差，以對(duì)所述圖案支架提供一個(gè)對(duì)應(yīng)于所述襯底加速度誤差的補(bǔ)償力.
10.權(quán)利要求9的平版印刷設(shè)備，其特征在于，該控制系統(tǒng)包括一個(gè)時(shí)間延遲過濾器，后者被配置來補(bǔ)償在根據(jù)所述定位誤差確定所述襯底的加速度誤差時(shí)在該加速度誤差電路中出現(xiàn)的時(shí)間延遲.
11.權(quán)利要求9的平版印刷設(shè)備，其特征在于，該控制系統(tǒng)包括一個(gè)預(yù)測(cè)電路，后者被配置來根據(jù)一早先的定位誤差產(chǎn)生一未來的定位誤差信號(hào)并將所述未來的定位誤差信號(hào)傳遞給所述控制電路，從而基本上補(bǔ)償所述定位誤差。
12.權(quán)利要求8的平版印刷設(shè)備，其特征在于，該測(cè)定系統(tǒng)是一個(gè)干涉計(jì)系統(tǒng)。
13.權(quán)利要求8的平版印刷設(shè)備，其特征在于，該測(cè)定系統(tǒng)是一個(gè)編碼器系統(tǒng)。
14.一種裝置制造方法，包括如下步驟(a)利用一個(gè)圖案形成裝置來使一輻射光束構(gòu)成圖案以獲得一般構(gòu)成圖案的輻射光束；(b)將該構(gòu)成圖案的輻射光束投射到一襯底上；以及(c)控制該襯底的位置，所述控制步驟包括(i)測(cè)定該圖案形成裝置的實(shí)際位置；(ii)將所述圖案形成裝置定位在所希望的圖案形成裝置位置上；(iii)通過比較所述所希望的圖案形成裝置的位置和所述圖案形成裝置的所述實(shí)際位置來測(cè)定一圖案形成裝置的定位誤差；(iv)測(cè)定一所希望的襯底位置來基本上補(bǔ)償所述圖案形成裝置的定位誤差；以及(v)將所述襯底定位在所述的所希望的襯底位置上。
15.權(quán)利要求14的方法，其特征在于，所要圖案形成裝置是由一第一驅(qū)動(dòng)器組件而移動(dòng)的，所述第一驅(qū)動(dòng)器組件包括一長(zhǎng)行程驅(qū)動(dòng)器，后者被配置來相對(duì)于一固定的參考點(diǎn)定位該圖案形成裝置，其中該襯底是由一第二驅(qū)動(dòng)器組件而移動(dòng)的，所述第二驅(qū)動(dòng)器組件包括一長(zhǎng)行程驅(qū)動(dòng)器和一短行程驅(qū)動(dòng)器，它們被配置來相對(duì)于該固定的參考點(diǎn)定位該襯底。
16.權(quán)利要求14的方法，其特征在于還包括通過所述實(shí)際位置對(duì)時(shí)間的兩次求導(dǎo)確定一圖案形成裝置的加速度誤差，并利用保持所述襯底的襯底臺(tái)的質(zhì)量特性來過濾所述圖案形成裝置的加速度誤差，以便對(duì)所述襯底臺(tái)提供一個(gè)對(duì)應(yīng)于所述圖案形成裝置的補(bǔ)償力。
17.權(quán)利要求16的方法，其特征在于還包括補(bǔ)償在根據(jù)所述定位誤差確定所述圖案形成裝置的加速度誤差時(shí)出現(xiàn)的時(shí)間延遲的步驟。
18.權(quán)利要求16的方法，其特征在于還包括根據(jù)一早先的定位誤差產(chǎn)生一未來的定位誤差信號(hào)的步驟。
全文摘要
為了使平版印刷設(shè)備的圖案支架或襯底臺(tái)能夠具有高加速度和高移動(dòng)速度，該圖案支架和襯底臺(tái)之一由一個(gè)用于相當(dāng)大的位移的驅(qū)動(dòng)器支承，而省去一個(gè)用于精確安置的驅(qū)動(dòng)器。該圖案支架和襯底臺(tái)中的另一個(gè)由一個(gè)驅(qū)動(dòng)器組件支承，該組件包括一個(gè)用于精確安置的驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)用于相當(dāng)大的位移的驅(qū)動(dòng)器。通過提供這樣一種控制系統(tǒng)而獲得圖案形成裝置和襯底的精確對(duì)準(zhǔn)，該控制系統(tǒng)適合于安置圖案支架和襯底臺(tái)中的另一個(gè)，使得圖案支架和襯底臺(tái)之一的定位誤差受到另一個(gè)的安置的補(bǔ)償。
文檔編號(hào)G03F9/00GK1760762SQ20051010856
公開日2006年4月19日 申請(qǐng)日期2005年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月12日
發(fā)明者H·H·M·科西, H·布特勒, R·C·坤斯特, H·K·范德肖特, Y·K·M·德沃斯 申請(qǐng)人:Asml荷蘭有限公司