专利名称：测量系统、光刻设备和测量方法
技术领域：
本发明涉及一种用于测量可移动对象的位置依赖信号的测量系统、光刻设备和测
量方法。
背景技术：
光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上(通常到所述衬底的目标部分上)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(reticle)的图案形成装置用于生成在所述IC的单层上待形成的电路图 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 个或多个管芯的部分)上。典型地，经由成像将所述图案转移到在所述衬底上设置的辐射 敏感材料(抗蚀剂)层上。通常，单独的衬底将包含连续形成图案的相邻目标部分的网络。 常规的光刻设备包括所谓步进机，在所述步进机中，通过将全部图案一次曝光到所述目标 部分上来辐射每一个目标部分；以及所谓扫描器，在所述扫描器中，通过沿给定方向(“扫 描”方向)的辐射束扫描所述图案、同时沿与该方向平行或反向平行地扫描所述衬底来辐射 每一个目标部分。还可以通过将所述图案压印(imprinting)到所述衬底上，将所述图案从 所述图案形成装置转移到所述衬底上。在公知的光刻设备中，测量系统被用于以高精度(例如纳米精度)确定衬底台的 位置。由于对更高的生产量和精度的持续需求，需要提高用于光刻设备中的测量系统的精 度，尤其是对于通常用于以六个自由度测量衬底台和掩模版台的位置的测量系统。在测量系统的公知的实施例中，采用编码器类型的测量系统。这种编码器类型的 测量系统可以包括至少一个传感器，所述至少一个传感器被安装在可移动对象上；以及 至少一个传感器目标对象，所述至少一个传感器目标对象(例如包含光栅或栅格的传感器 目标板)被安装在基本静止的框架上，尤其是所谓度量框架上。所述传感器目标对象可以 包括一维、多维光栅。所述传感器目标对象通常将为在其上设置有两维正交栅格的板的形 式。这种传感器目标对象经常被称作栅格板。在可选的实施例中，所述至少一个传感器可以被安装在基本静止的框架上，而一 个或多个所述栅格板可以被安装在可移动对象上。所述栅格板包括一定数量的栅格线或其 他栅格标记，所述栅格线或其他栅格标记被用于确定所述栅格板相对于所述至少一个传感 器的位置的变化。公知的测量系统包括用于以一定数量的安装点将栅格板安装在基本静止的框架 上的安装装置。所述度量框架中的温度改变和/或温度差异可能造成所述度量框架的形状 的改变。其他的影响也可以造成所述度量框架的形状改变。因此，在所述栅格板的安装装 置的安装点之间的距离可以改变，并因此度量框架的形状的改变也可以导致所述栅格板的形状的改变。这种变形可能对于测量系统的测量精度具有负面的影响。为了补偿所述度量框架的这种形状改变，安装装置包括多个挠性元件，所述挠性 元件将所述栅格板连接到所述度量框架。这些挠性元件至少在一个自由度上是挠性的，以 便补偿安装点的相对位置的可能的改变。在用于衬底台的编码器类型的测量系统的典型实施例中，栅格板安装有三个挠性 元件，所述三个挠性元件被设置在围绕光刻设备的透镜柱的中心轴线所画的虚圆的圆周 上。所述挠性元件允许所述度量框架沿着径向相对于所述透镜柱的中心轴线运动，而不将 这些运动转移给所述栅格板。因为所述度量框架通常被设计成围绕所述透镜柱的中心轴线 以圆对称的方式变形，所以所述栅格板将由于所述挠性元件而基本保持在其位置上。公知的测量系统的缺点是由于栅格板的安装装置(尤其是挠性元件)在栅格板 的安装过程中引入了一定的挠性，所以所述栅格板可能在外部影响下被移动或产生变形。 例如，衬底台的运动可以造成压力波，所述压力波可以造成栅格板的运动或变形。这些运动 和/或变形对于测量系统的性能具有负面影响。在其他的测量系统中，可能出现类似的效 应，且类似的效应可能对所述测量系统的精度具有负面影响。
发明内容
旨在提供一种高精度的测量系统，优选为编码器类型的高精度测量系统，所述测 量系统被配置用于测量可移动对象的位置依赖信号，在所述测量系统中，测量的精度基本 上很少受干扰影响，尤其是由所述可移动对象的运动造成的干扰。根据本发明的实施例，提供一种编码器类型的测量系统，所述测量系统配置用于 测量可移动对象的位置依赖信号，所述测量系统包括可安装在所述可移动对象上的至少 一个传感器；传感器目标对象，所述传感器目标对象包含可安装在基本静止的框架上的光 栅或栅格；以及安装装置，所述安装装置配置用于将所述传感器目标对象安装到所述基本 静止的框架上，其中，所述测量系统还包括补偿装置，所述补偿装置配置用于至少部分地补 偿所述传感器目标对象相对于所述基本静止的框架的运动和/或变形。所述位置依赖信号可以例如是所述可移动对象的位置、速度或加速度信号。根据本发明的实施例，提供一种测量系统，所述测量系统配置用于测量可移动对 象相对于基本静止的框架的位置依赖信号，所述测量系统包括至少一个系统部件以及安装 装置，所述安装装置配置用于将所述系统部件安装到所述基本静止的框架上，其中，所述测 量系统还包括补偿装置，所述补偿装置配置用于至少部分地补偿所述系统部件相对于所述 基本静止的框架的运动和/或变形。根据本发明的实施例，提供一种光刻设备，所述光刻设备包括照射系统，配置用 于调节辐射束；图案形成装置支撑件，配置用于支撑图案形成装置，所述图案形成装置能够 将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束，以形成图案化的辐射束；衬底台，配置用于保持衬 底；以及投影系统，配置用于将所述图案化的辐射束投影到衬底的目标部分上，其中所述光 刻设备包括测量系统，所述测量系统用于测量图案形成装置支撑件或衬底台相对于基本静 止的框架的位置依赖信号，所述测量系统包括至少一个系统部件以及安装装置，所述安装 装置配置用于将所述系统部件安装到所述基本静止的框架上，其中所述测量系统还包括 补偿装置，所述补偿装置配置用于至少部分地补偿所述系统部件相对于所述基本静止的框架的运动和/或变形。根据本发明的实施例，提供一种方法，所述方法用于采用编码器类型的测量系统 测量可移动对象相对于基本静止的框架的位置依赖信号，所述编码器类型的测量系统具 有被安装在所述可移动对象上的传感器；以及传感器目标对象，所述传感器目标对象包 括被安装在基本静止的框架上的光栅或栅格，所述方法包括至少部分地补偿栅格板相对于 基本静止的框架的运动和/或变形。
在此仅借助示例，参照所附示意图对本发明的实施例进行描述，在所附示意图中， 相同的附图标记表示相同的部分，且其中图1示出根据本发明的实施例的光刻设备；图2示意性地示出根据本发明的实施例的用于测量光刻设备中的衬底台的位置 的测量系统的侧视图(沿图3中的I-I线)；图3示意性地示出图2的实施例的俯视图(沿图2中的II-II线)；图4示意性地示出根据本发明的实施例的测量系统的侧视图；图5示意性地示出根据本发明的实施例的测量系统的侧视图；图6示意性地示出根据本发明的实施例的测量系统的侧视图。
具体实施例方式图1示意性地示出根据本发明的一个实施例的光刻设备。所述设备包括照射系 统(照射器)IL，配置用于调节辐射束B(例如，紫外辐射或任何其他合适的辐射)；支撑结 构或图案形成装置支撑件(例如掩模台)MT，配置用于支撑图案形成装置(例如掩模)MA并 与配置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器PM相连。所述设备还 包括衬底台(例如晶片台)WT或“衬底支撑件”，配置用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的 晶片)W，并与配置用于根据确定的参数精确地定位衬底的第二定位器PW相连。所述设备还 包括投影系统(例如折射式投影透镜系统)PS，所述投影系统PS配置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。所述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、静电型或其他类型的光学部件、或其任意组合，以引导、成形、或控制辐射。所述支撑结构或图案形成装置支撑件支撑图案形成装置，即承担所述图案形成装 置的重量。所述支撑结构或图案形成装置支撑件以依赖于图案形成装置的取向、光刻设备 的设计以及诸如图案形成装置是否保持在真空环境中等其他条件的方式保持图案形成装 置。所述支撑结构可以采用机械的、真空的、静电的或其他夹持技术保持图案形成装置。所 述支撑结构可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的。所述支撑结构 可以确保图案形成装置位于所需的位置上(例如相对于投影系统)。在这里使用的术语“掩 模版”或“掩模”都可以认为与更上位的术语“图案形成装置”同义。这里所使用的术语“图案形成装置”应该被广泛地理解为表示能够用于将图案在 辐射束的横截面上赋予辐射束、以便在衬底的目标部分上形成图案的任何装置。应当注意， 被赋予辐射束的图案可能不与在衬底目标部分上所需的图案完全相对应(例如如果该图案包括相移特征或所谓辅助特征)。通常，被赋予辐射束的图案将与在目标部分上形成的器 件中的特定的功能层相对应，例如集成电路。图案形成装置可以是透射式的或反射式的。图案形成装置的示例包括掩模、可编 程反射镜阵列以及可编程液晶显示(LCD)面板。掩模在光刻中是公知的，并且包括诸如二 元掩模类型、交替相移掩模类型、衰减相移掩模类型和各种混合掩模类型之类的掩模类型。 可编程反射镜阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置，可以独立地倾斜每一个小反射镜，以 便沿不同方向反射入射的辐射束。所述已倾斜的反射镜将图案赋予由所述反射镜矩阵反射 的辐射束。应该将这里使用的术语“投影系统”广义地解释为包括任意类型的投影系统，包括 折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型和静电型光学系统、或其任意组合，如对于所 使用的曝光辐射所适合的、或对于诸如使用浸没液或使用真空之类的其他因素所适合的。 这里使用的术语“投影透镜”可以认为是与更上位的术语“投影系统”同义。如这里所示的，所述设备是透射型的(例如，采用透射式掩模)。替代地，所述设备 可以是反射型的(例如，采用如上所述类型的可编程反射镜阵列，或采用反射式掩模)。所述光刻设备可以是具有两个(双台)或更多衬底台或“衬底支撑件”(和/或两 个或更多的掩模台或“掩模支撑件”)的类型。在这种“多台”机器中，可以并行地使用附加 的台和/或支撑件，或可以在将一个或更多个其他台用于曝光的同时，在一个或更多个台 上执行预备步骤。所述光刻设备也可以是其中至少一部分衬底可以被具有相对高折射率的液体 (例如水)覆盖的类型，以便填充投影系统和衬底之间的空隙。浸没液也可以被应用到光刻 设备中的其他空隙中(例如在所述图案形成装置(例如掩模)和投影系统之间)。浸没技 术可以被用于增加投影系统的数值孔径。这里所使用的该术语“浸没”并不意味着结构(例 如衬底)必须浸在液体中，而仅仅意味着在曝光过程中，液体位于投影系统和衬底之间。参照图1，所述照射器IL接收从辐射源SO发出的辐射束。该源和所述光刻设备可 以是分立的实体(例如当该源为准分子激光器时)。在这种情况下，不会将该源考虑成光刻 设备的组成部分，并且通过包括例如合适的引导反射镜和/或扩束器的束传递系统BD的帮 助，将所述辐射束从所述源SO传到所述照射器IL。在其他情况下，所述源可以是所述光刻 设备的组成部分(例如当所述源是汞灯时)。可以将所述源SO和所述照射器IL、以及如果 需要时的所述束传递系统BD —起称作辐射系统。所述照射器IL可以包括配置用于调整所述辐射束的角强度分布的调整器AD。通 常，可以对所述照射器的光瞳平面中的强度分布的至少所述外部和/或内部径向范围(一 般分别称为σ-外部和ο-内部)进行调整。此外，所述照射器IL可以包括各种其他部 件，例如积分器IN和聚光器CO。可以将所述照射器用于调节所述辐射束，以在其横截面中 具有所需的均勻性和强度分布。所述辐射束B入射到保持在支撑结构(例如，掩模台)MT的所述图案形成装置 (例如，掩模)MA上，并且通过所述图案形成装置来形成图案。已经穿过图案形成装置(例 如，掩模)MA之后，所述辐射束B通过投影系统PS，所述PS将辐射束聚焦到所述衬底W的目 标部分C上。通过第二定位器PW和位置传感器IF(例如，干涉仪器件、线性编码器或电容 传感器)的帮助，可以精确地移动所述衬底台WT，例如以便将不同目标部分C定位于所述辐射束B的辐射路径中。类似地，例如在从掩模库的机械获取之后，或在扫描期间，可以将所 述第一定位器PM和另一个位置传感器(图1中未明确示出)用于将图案形成装置(例如， 掩模)MA相对于所述辐射束B的辐射路径精确地定位。通常，可以通过形成所述第一定位器 PM的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)的帮助来实现支撑结构(例 如，掩模台)MT的移动。类似地，可以采用形成所述第二定位器PW的一部分的长行程模块 和短行程模块来实现所述衬底台WT或“衬底支撑件”的移动。在步进机的情况下(与扫描 器相反)，所述支撑结构(例如，掩模台)MT可以仅与短行程致动器相连，或可以是固定的。 可以使用掩模对齐标记Ml、M2和衬底对齐标记PI、P2来对齐图案形成装置(例如，掩模) MA和衬底W。尽管所示的衬底对齐标记占据了专用目标部分，但是它们可以位于目标部分 之间的空隙(这些公知为划线对齐标记)上。类似地，在将多于一个的管芯设置在掩模MA 上的情况下，所述掩模对齐标记可以位于所述管芯之间。可以将所述设备用于以下模式的至少一种模式中1.在步进模式中，在将赋予到所述辐射束的整个图案一次投影到目标部分C上的 同时，将支撑结构(例如掩模台)MT或“掩模支撑件”和所述衬底台WT或“衬底支撑件”保 持为基本静止(即，单一的静态曝光)。然后将所述衬底台WT或“衬底支撑件”沿X和/或 Y方向移动，使得可以对不同目标部分C曝光。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制了在 单一的静态曝光中成像的所述目标部分C的尺寸。2.在扫描模式中，在将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上的同时，对支 撑结构(例如掩模台)MT或“掩模支撑件”和衬底台WT或“衬底支撑件”同步地进行扫描 (即，单一的动态曝光)。衬底台WT或“衬底支撑件”相对于支撑结构(例如掩模台)MT的 速度和方向可以通过所述投影系统PS的(缩小)放大率和图像反转特征来确定。在扫描 模式中，曝光场的最大尺寸限制了单一的动态曝光中的所述目标部分的宽度(沿非扫描方 向)，而所述扫描运动的长度确定了所述目标部分的高度(沿所述扫描方向)。3.在另一个模式中，将保持可编程图案形成装置的支撑结构(例如掩模台)MT或 “掩模支撑件”保持为基本静止状态，并且在将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上 的同时，对所述衬底台WT或“衬底支撑件”进行移动或扫描。在这种模式中，通常采用脉冲 辐射源，并且在所述衬底台WT或“衬底支撑件”的每一次移动之后、或在扫描期间的连续辐 射脉冲之间，根据需要更新所述可编程图案形成装置。这种操作模式可易于应用于利用可 编程图案形成装置(例如，如上所述类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻中。也可以采用上述使用模式的组合和/或变体，或完全不同的使用模式。图2和3是根据本发明的实施例的测量系统(由附图标记1整体表示)的侧视图 和仰视图。测量系统1配置用于测量用于支撑衬底加的衬底台2相对于所谓度量框架3的 位置。度量框架3是基本静止的框架，透镜柱4被安装到所述度量框架3上。在所述方面， 基本静止的框架可以是以无源方式或有源方式被保持在基本静止的位置上的任何框架。公 知的光刻设备的度量框架3安装有无源的或有源的气垫，所述无源的或有源的气垫位于基 础框架上，用于滤除任何外部的干扰(例如工厂地板上的振动)。以这种方式，所述透镜柱 被保持在基本静止的位置上。在所述衬底台的扫描运动过程中，需要知道衬底台相对于所 述透镜柱的位置。因此，提供位置测量系统1，由所述位置测量系统1可以确定衬底台相对 于度量框架3的位置。
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测量系统1包括至少一个传感器5，所述至少一个传感器5被用于确定衬底台相 对于包括光栅或栅格的传感器目标对象(例如传感器目标板)的位置的改变。在如图2和 3所示的实施例中，所述传感器目标对象是包括两位栅格的栅格板6。所述栅格板6包括大 量的栅格线或斑点，所述栅格线或斑点被用于确定所述至少一个传感器5相对于所述栅格 板6的位置。在本申请中所使用的术语“栅格板”可以表示作为测量系统一部分的任意类 型的传感器目标对象，所述传感器目标对象设置有栅格或光栅。这种测量系统通常被称为 编码器类型的测量系统，并在本领域内是公知的。栅格板6包括针对透镜柱4的中心孔，并借助包含三个挠性元件8的安装装置7 被安装在度量框架3上。挠性元件8以虚圆9的圆周上的相等角度被设置在一个大致的水 平面中。虚圆9的中心与光刻设备的透镜柱4的中心轴线A-A大致相对应。度量框架3可 能由于温度或其他外部影响产生形状改变。在已知的光刻设备中，所述度量框架的所述形 状改变关于透镜柱4的中心轴线大致对称。挠性元件8被设置成允许度量框架3相对于透 镜柱4的中心轴线沿着径向改变，而不会导致栅格板6的实质上的形状改变。栅格板6的 形状或位置的相对小的改变仍将出现。挠性元件8的度量框架侧的运动方向由图3中的双 向箭头所示。由于度量框架3的形状改变关于透镜柱的中心轴线A-A大致对称，所以栅格 板6将不被移动到栅格板6所处的位置之外。然而，在衬底台2的运动过程中，空气在衬底台2的工作空间中被排放。结果，压 力波可以通过所述工作空间传播。这些压力波可能造成栅格板6的运动和/或变形，这尤 其是因为所述栅格板的安装装置导致了所述栅格板的支撑的柔性。但是即使将栅格板6安 装得刚性更好，所述压力波也可能造成栅格板6移动或变形。在图2和3的实施例中，阻尼装置10被设置在三个位置上，以补偿这些运动或变 形。在所述方面，注意，术语“补偿”表示所述栅格板的运动和/或变形通过设置阻尼装置 而在一定程度上被抑制，或者通过本发明的补偿装置被更一般性地抑制。阻尼装置10是无 源阻尼装置，所述无源阻尼装置包括无源磁铁11，所述无源磁铁11造成沿着相对于例如被 设置在栅格板6上的铝等元件12的位移的相反方向的力。在可选的实施例中，所述无源阻尼装置可能是为栅格板6的运动或变形提供阻尼 效应的任何装置。在另一个实施例中，所述阻尼装置可以是包含至少一个传感器和至少一个致动装 置的有源阻尼装置，所述至少一个传感器用于测量栅格板6的位置，所述至少一个致动装 置用于衰减栅格板6相对于度量框架3的任何位移。已经发现，尽管无源或有源阻尼装置对栅格板6在除去谐振频率外的其他频率 范围内的位移(即运动或变形)可以提供足够的阻尼，但是所述阻尼装置对栅格板6在其 谐振频率下的位移(即运动或变形)提供特别有效的补偿。在图2和3的实施例中，阻尼装置10被配置用于衰减栅格板6在垂直方向(即与 所述栅格板的主平面基本垂直的方向)上的位移。可以针对栅格板6在其他方向上的位移 提供类似的设置，例如在至少一个水平方向(即平行于栅格板6的主平面的方向)或任何 其他所需的方向上。另外，在第一个实施例中，三个阻尼元件10被设置在一个圆上。根据本发明的阻 尼装置或更一般性的补偿装置的数量及其位置可以是用于补偿栅格板6的运动和/或变形的任何合适的布置。图4示出根据本发明的实施例的测量系统。在所述实施例中，反馈位置控制系统 15被设置用于控制栅格板6相对于度量框架3的位置。所述反馈位置控制系统15包括至 少一个传感器16、控制器17和至少一个致动器18。所述反馈控制系统被设置用于将栅格 板6保持在相对于度量框架3的大致相同的位置上。位置控制系统15还可以根据本领域 中公知的任何控制系统而被设计。在图4的实施例中，反馈位置控制系统15被应用于抑制栅格板6在垂直方向上的 位移，所述垂直方向在附图中是与栅格板6的主平面大致垂直的方向。位置控制系统15也 可以被用于抑制在至少一个其他方向上的位移。已经发现，提供位置控制系统对于抑制在低频范围(即低于谐振频率范围的频率 范围)内的运动或变形尤其有效。然而，提供反馈位置控制系统也可能对于抑制栅格板6 在其它频率范围内的位移有益。在实施例中，所述位置控制系统可以被设计用于提供在谐 振频率范围内的阻尼以及在低频范围内的位置控制。图5示出根据本发明的实施例的测量系统。在所述实施例中，无源阻尼装置20和 图4的实施例的反馈位置控制系统15被结合。阻尼装置10和位置控制系统15都被设置 用于提供对栅格板6在垂直于栅格板6的主平面的方向上的位移的抑制。无源阻尼装置20 尤其为抑制在谐振频率范围内的位移而提供，而反馈位置控制系统15尤其为抑制在较低 频率范围内的位移而设计。无源阻尼装置20包括被设置在所述栅格板上的第一阻尼元件21以及被安装在度 量框架3上的第二阻尼元件22。在两个阻尼元件21、22之间形成用作无摩擦阻尼装置的小 气隙。所述气隙例如可以是大约50-150 μ m,并优选为在相对大的面积(例如大约200cm2) 上延伸。也可以提供另一种类型的阻尼装置，例如第一个实施例的阻尼装置10或另一种 阻尼装置。所述阻尼也可以由关于第二个实施例所述的位置控制系统15所实现。可以为在至少一个其他方向上的阻尼/位置控制提供阻尼装置和/或位置控制系 统的类似组合。图6示出根据本发明的实施例的测量系统。在所述实施例中，所述测量系统包括 夹紧装置25，所述夹紧装置25被安装在度量框架上并可以在两个位置(保持位置和自由位 置)之间移动。在保持位置上，如图6的左侧所示，栅格板6被固定在大致垂直于栅格板6 的所述主平面的至少一个方向上。在所述自由位置上，如图6右侧所示，所述夹紧装置不保 持栅格板6，并优选在夹紧装置25和栅格板6之间不存在物理接触。如上所述，挠性元件8被设置用于补偿度量框架相对于栅格板6的运动。出于该 原因，由于度量框架3的相对运动将被传递给栅格板6，所以通常不希望提供以六个自由度 固定栅格板6的安装装置。然而，所述度量框架的运动，尤其是当所述运动是由温度改变或 差异造成时，是相对慢的。进而，所述测量系统的高精度在所述衬底台的扫描运动过程中(即在衬底的扫描 或曝光过程中)是尤其需要的。根据图6的实施例的夹紧装置25 (或固定装置)可以被用 于在所述衬底台的扫描运动过程中将栅格板6固定，以基本抑制在这些扫描运动过程中由 于外部干扰造成的栅格板的运动或变形。在扫描运动之前和之后，夹紧装置25可以被设置
11在自由位置上，以使得度量框架3的任何形状改变可以在两个扫描运动之间被补偿。以这 种方式，在度量框架3中的干扰和栅格板3上的外部干扰(例如由压力波造成)可以被补 偿，并因此增加所述测量系统的精度。在本申请中所使用的术语“夹紧装置”表示能够在一定的时间周期内在至少一个 方向上大致固定栅格板6、并在另一个时间周期内释放栅格板6的任何装置。在图4的实施例中，夹紧装置25被用作固定装置，以将栅格板6的位置固定在至 少与栅格板的主平面大致垂直的方向上。在其他的实施例中，夹紧装置25也可以被设计用 于将所述栅格板固定在更多的方向或其他的方向上。在实施例中，提供至少一个夹紧装置， 所述至少一个夹紧装置被配置用于将所述栅格板以六个自由度固定在保持位置上。在本发明的可选实施例中，所述测量系统可以包括至少两个栅格板，所述至少两 个栅格板被设置在基本相同的平面上，并实现一个大栅格板的功能。每个这种栅格板可以 设置有如在本申请中所述的补偿装置。在另外的实施例中，所述至少一个传感器可以被设置在基本静止的框架上，同时 至少一个栅格板被设置在所述可移动对象上。在这种实施例中，可以为每个栅格板提供补 偿装置、以补偿所述栅格板相对于所述可移动对象的运动和/或变形。这种运动/变形可 能由干扰(例如由于所述可移动对象的运动所造成的压力波)所造成。这种其它的实施例 被认为落入本发明的保护范围中。在以上的描述中，已经描述了所述栅格板相对于光刻设备的度量框架的运动和/ 或变形的补偿。所述补偿装置也可以被用于补偿测量系统的其他系统部分相对于所述框架 的运动或位移，各个系统部分被安装在所述框架上。这种实施例落入本发明的保护范围内。尽管在本文中可以做出具体的参考，将所述光刻设备用于制造IC，但应当理解这 里所述的光刻设备可以有其他的应用，例如，集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测图 案、平板显示器、液晶显示器、薄膜磁头的制造等。对于普通的技术人员，应该理解的是，在 这种替代的应用的情况中，可以将其中使用的任意术语“晶片”或“管芯”分别认为是与更上 位的术语“衬底”或“目标部分”同义。这里所指的衬底可以在曝光之前或之后进行处理，例 如在轨道(一种典型地将抗蚀剂层涂到衬底上，并且对已曝光的抗蚀剂进行显影的工具)、 度量工具和/或检验工具中。在可应用的情况下，可以将所述公开内容应用于这种和其他 衬底处理工具中。另外，所述衬底可以处理一次以上，例如为产生多层IC，使得这里使用的 所述术语“衬底”也可以表示已经包含多个已处理层的衬底。尽管以上已经做出了具体的参考，在光学光刻的情况中使用本发明的实施例，但 应该理解的是，本发明可以用于其他应用中，例如压印光刻，并且只要情况允许，不局限于 光学光刻。在压印光刻中，图案形成装置中的拓扑限定了在衬底上产生的图案。可以将所述 图案形成装置的拓扑印刷到提供给所述衬底的抗蚀剂层中，在其上通过施加电磁辐射、热、 压力或其组合来使所述抗蚀剂固化。在所述抗蚀剂固化之后，所述图案形成装置从所述抗 蚀剂上移走，并在抗蚀剂中留下图案。这里使用的术语“辐射”和“束”包含全部类型的电磁辐射，包括紫外辐射(例如 具有约365、M8、193、157或U6nm的波长)和极紫外辐射(例如具有5-20nm范围内的波 长)，以及粒子束，例如离子束或电子束。在上下文允许的情况下，所述术语“透镜”可以表示各种类型的光学部件中的任何一种或它们的组合，包括折射式、反射式、磁性式、电磁式和静电式的光学部件。尽管以上已经描述了本发明的特定的实施例，但是应该理解的是本发明可以与上 述不同的形式实现。例如，本发明可以采取包含用于描述上述公开的方法的一个或更多机 器可读指令序列的计算机程序的形式，或者采取具有在其中存储有这种计算机程序的数据 存储介质的形式(例如，半导体存储器、磁盘或光盘)。以上的描述是说明性的，而不是限制性的。因此，本领域的技术人员应当理解，在 不背离所附的权利要求的保护范围的条件下，可以对本发明进行修改。
权利要求
1.一种编码器类型的测量系统，所述测量系统被配置用于测量可移动对象的位置依赖 信号，所述测量系统包括至少一个传感器，可安装在静止的框架上；传感器目标对象，可安装在可移动对象上；挠性安装装置，所述挠性安装装置被配置用于将所述传感器目标对象安装到所述可移 动对象上；以及补偿装置，所述补偿装置被配置用于至少部分地补偿所述传感器目标对象相对于所述 可移动对象的运动、或变形、或运动和变形。
2.根据权利要求1所述的测量系统，其中所述补偿装置包括阻尼装置，所述阻尼装置 被配置用于衰减所述传感器目标对象的运动、或者变形、或者运动和变形。
3.根据权利要求2所述的测量系统，其中所述阻尼装置是无源阻尼装置或有源阻尼装置。
4.根据权利要求1所述的测量系统，其中所述补偿装置包括反馈位置控制系统。
5.根据权利要求1所述的测量系统，其中所述补偿装置包括阻尼装置，所述阻尼装置被配置用于在所述传感器目标对象的谐振频率范围内进行补 偿；和位置控制系统，所述位置控制系统被配置用于在低于所述谐振频率范围的频率范围内 进行补偿。
6.根据权利要求1所述的测量系统，其中所述补偿装置包括固定装置，所述固定装置 被配置用于在所述可移动对象的高精度运动过程中固定所述传感器目标对象，以便以至少 一个自由度相对于所述可移动对象固定所述传感器目标对象。
7.根据权利要求6所述的测量系统，其中所述固定装置能够以六个自由度固定所述传 感器目标对象。
8.根据权利要求1所述的测量系统，其中所述安装装置包括多个挠性元件，配置成将所述传感器目标对象耦合至所述可移动对象，至少一个所述 挠性元件在至少一个自由度上是挠性的。
9.根据权利要求1所述的测量系统，其中所述传感器目标对象包括光栅或栅格。
10.根据权利要求1所述的测量系统，其中所述可移动对象是光刻设备的衬底台或掩 模版台。
11.根据权利要求1所述的测量系统，其中所述位置依赖信号是所述可移动对象的位 置、速度或加速度信号。
12.—种光刻设备，所述光刻设备包括图案形成装置支撑件，构造用于支撑图案形成装置，所述图案形成装置能够将图案在 辐射束的横截面上赋予辐射束，以形成图案化的辐射束；衬底支撑件，构造用于保持衬底；以及投影系统，配置用于将所述图案化的辐射束投影到衬底的目标部分上；以及测量系统，所述测量系统用于测量所述支撑件中的一个支撑件相对于静止的框架的位 置依赖信号，所述测量系统包括至少一个传感器，可安装在静止的框架上；传感器目标对象，可安装在所述支撑件中的一个支撑件上；挠性安装装置，所述挠性安装装置配置用于将所述传感器目标对象安装到所述支撑件 中的一个支撑件上；以及补偿装置，所述补偿装置配置用于至少部分地补偿所述传感器目标对象相对于所述支 撑件中的一个支撑件的运动、或者变形、或所述运动和变形。
13.—种编码器类型的测量系统，配置用于测量可移动对象的位置依赖信号，所述测量 系统包括至少一个传感器，可安装在静止的框架上；传感器目标对象，可安装在所述可移动对象上；挠性安装装置，所述挠性安装装置被配置用于将所述至少一个传感器安装到所述静止 的框架上；以及补偿装置，所述补偿装置被配置用于至少部分地补偿所述至少一个传感器相对于所述 静止的框架的运动、或变形、或运动和变形。
14.根据权利要求13所述的测量系统，其中所述补偿装置包括阻尼装置，配置用于衰减所述至少一个传感器的运动、或者变形、或者运动和变形。
15.根据权利要求14所述的测量系统，其中所述阻尼装置是无源阻尼装置或有源阻尼直ο
16.根据权利要求13所述的测量系统，其中所述补偿装置包括反馈位置控制系统。
17.根据权利要求13所述的测量系统，其中所述补偿装置包括阻尼装置，配置用于在所述至少一个传感器的谐振频率范围内进行补偿；和位置控制系统，配置成在低于所述谐振频率范围的频率范围内进行补偿。
18.根据权利要求13所述的测量系统，其中所述补偿装置包括固定装置，配置成在所述可移动对象的高精度移动期间固定所述至少一个传感器，以 便相对于所述静止的框架以至少一个自由度固定所述至少一个传感器。
19.根据权利要求18所述的测量系统，其中所述固定装置能够以六个自由度固定所述 至少一个传感器。
20.根据权利要求13所述的测量系统，其中所述安装装置包括多个挠性元件，配置成将所述至少一个传感器耦合至所述静止的框架，至少一个挠性 元件在至少一个自由度上是挠性的。
21.根据权利要求13所述的测量系统，其中所述传感器目标对象包括光栅或栅格。
22.根据权利要求13所述的测量系统，其中所述可移动对象是光刻设备的衬底台或掩 模版台。
23.根据权利要求13所述的测量系统，其中所述位置依赖信号是所述可移动对象的位 置、速度或加速信号。
24.一种光刻设备，所述光刻设备包括图案形成装置支撑件，被配置用于支撑图案形成装置，所述图案形成装置能够将图案 在辐射束的横截面上赋予辐射束，以形成图案化的辐射束；衬底支撑件，被配置用于保持衬底；投影系统，被配置用于将所述图案化的辐射束投影到衬底的目标部分上；以及测量系统，所述测量系统用于测量所述支撑件中的一个支撑件相对于静止的框架的位 置依赖信号，所述测量系统包括至少一个传感器，可安装在所述静止的框架上； 传感器目标对象，可安装在所述支撑件的一个支撑件上；挠性安装装置，所述挠性安装装置被配置用于将所述至少一个传感器安装到所述静止 的框架上；以及补偿装置，所述补偿装置被配置用于至少部分地补偿所述至少一个传感器相对于所述 静止的框架的运动、或者变形、或所述运动和变形。
25. —种编码器类型的测量系统，配置用于测量可移动对象的位置依赖信号，所述测量 系统包括至少一个传感器，可安装在静止的框架上； 传感器目标对象，可安装在所述可移动对象上；第一挠性安装装置，配置成将所述至少一个传感器安装在所述静止的框架上；和 第二挠性安装装置，配置成将所述传感器目标对象安装在所述可移动对象上。
全文摘要
本发明公开了一种编码器类型的测量系统、一种光刻设备和一种测量方法。所述测量系统被配置用于测量可移动对象的位置依赖信号，包括可安装在所述可移动对象上的至少一个传感器；传感器目标对象，其可安装在基本静止的框架上；以及安装装置，其被配置用于将所述传感器目标对象安装到所述基本静止的框架上。所述测量系统还包括补偿装置，所述补偿装置配置用于至少部分地补偿所述传感器目标对象相对于所述基本静止的框架的运动和/或变形。所述补偿装置可以包括无源或有源阻尼装置和/或反馈位置控制系统。在可选的实施例中，所述补偿装置包括在所述可移动对象的高精度运动过程中固定所述传感器目标对象的位置的夹紧装置。
文档编号G01D5/38GK102096332SQ201010600440
公开日2011年6月15日 申请日期2008年3月26日 优先权日2007年3月29日
发明者克恩·雅克布斯·约翰尼斯·玛丽亚·扎安尔, 恩格尔伯塔斯·安东尼纳斯·弗朗西丝克斯·范德帕斯奇, 马克·威廉姆斯·玛丽亚·范德威吉斯特 申请人:Asml荷兰有限公司