[发明专利]测量系统、光刻设备和测量方法

说明书

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。