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CN113485074A - 用于工作台系统的载物台 - Google Patents

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CN113485074A
CN113485074A CN202110766480.2A CN202110766480A CN113485074A CN 113485074 A CN113485074 A CN 113485074A CN 202110766480 A CN202110766480 A CN 202110766480A CN 113485074 A CN113485074 A CN 113485074A
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gas flow
secondary channel
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B·D·肖尔滕
S·N·L·唐德斯
T·范达姆
P·奥韦尔谢伊
T·M·斯帕恩-布尔克
S·A·特罗普
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Abstract

本发明涉及一种用于工作台系统的载物台。根据本发明，提供了多个空气轴承装置。每个空气轴承装置包括：空气轴承本体，所述空气轴承本体具有自由表面；主通道，所述主通道延伸穿过所述空气轴承本体并且具有在所述自由表面中的入口开口；辅通道系统，所述辅通道系统延伸穿过所述空气轴承本体并且具有在所述自由表面中的多个排放开口。所述辅通道系统中的流阻高于所述主通道中的流阻。

Description

用于工作台系统的载物台
本申请是申请日为2017年6月12日、申请号为2017800408351、发明名称为“工作台系统、光刻设备、用于定位的方法以及器件制造方法”的中国发明专利申请的分案申请。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年7月1日提交的EP申请16177447.6和于2017年3月1日提交的EP申请17158730.6的优先权，这些申请通过整体引用并入本文。
技术领域
本发明涉及一种工作台系统、光刻设备、用于定位的方法以及其中利用了工作台系统的用于制造器件的方法。
背景技术
光刻设备是将期望图案施加到衬底上(通常施加到衬底的目标部分上)的机器。例如，光刻设备可以用于制造集成电路(IC)。在这种情况下，图案形成装置(备选地称为掩模或掩模版)可以用于生成要形成在IC的单独层上的电路图案。该图案可以转印到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括部分裸片、一个或多个裸片)上。图案的转印是经由将图案成像到被设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上进行的。通常，单个衬底将包含相继被图案化的相邻目标部分的网络。传统的光刻设备包括：所谓的步进器，其中，通过将整个图案一次曝光到目标部分上来照射每个目标部分；以及所谓的扫描器，其中，通过在给定方向(“扫描”方向)上通过辐射束扫描图案、同时在与该方向平行或反向平行的方向上同步扫描衬底来辐射每个目标部分。也可以通过将图案压印到衬底上来将图案从图案形成装置转印到衬底。
光刻设备通常包括用于定位衬底和/或图案形成装置的工作台系统。衬底和图案形成装置需要被定位得非常准确。当衬底或图案形成装置不是完全平坦，而是例如，翘曲、凹陷、凸起或具有另一低阶泽尼克形状时，定位可能会受到不利影响。
WO2008/156366提出在通过使用加压气体射流将大致平面的物体夹持在载物台上之前使其平坦。载物台设置有被连接至真空源的凹陷以及适于发射加压气体射流的喷嘴。真空吸引力与由射流引起的排斥力之间的平衡使得物体漂浮在载物台上方一定距离处，并且在一定程度上校正了物体的与平坦形状的偏差。
已知的系统不是非常稳定。
发明内容
期望提供一种允许相对于表面准确定位物体的稳定系统和方法。
根据本发明的实施例，提供了一种用于定位物体的工作台系统，该工作台系统包括：
载物台，该载物台适于支撑要被定位的物体，
载物台设置有多个空气轴承装置，
其中，每个空气轴承装置包括：
空气轴承本体，该空气轴承本体具有自由表面，
主通道，该主通道延伸穿过空气轴承本体并且具有在自由表面中的入口开口，
辅通道系统，该辅通道系统延伸穿过空气轴承本体并且具有在自由表面中的排放开口，
其中，辅通道系统中的流阻高于主通道中的流阻。
在本发明的另一实施例中，提供了一种光刻设备，该光刻设备被布置为将图案从图案形成装置转印到衬底上，其中，光刻设备包括根据本发明的工作台系统。
在本发明的另一实施例中，提供了一种光刻设备，该光刻设备包括：
照射系统，该照射系统被配置为调节辐射束；
支撑件，该支撑件被构造为支撑图案形成装置，该图案形成装置能够在辐射束的截面中向辐射束赋予图案以形成图案化的辐射束；
衬底台，该衬底台被构造为保持衬底；以及
投影系统，该投影系统被配置为将图案化的辐射束投影到衬底的目标部分上，
其中，衬底台设置有多个空气轴承装置，
其中，每个空气轴承装置包括：
空气轴承本体，该空气轴承本体具有自由表面，
主通道，该主通道延伸穿过空气轴承本体并且具有在自由表面中的入口开口，
辅通道系统，该辅通道系统延伸穿过空气轴承本体并且具有在自由表面中的排放开口，
其中，辅通道系统中的流阻高于主通道中的流阻。
在本发明的另一实施例中，提供了一种器件制造方法，该器件制造方法包括将图案从图案形成装置转印到衬底上，其中，利用了根据本发明的工作台系统。
在本发明的另一实施例中，提供了一种用于定位物体的方法，该方法包括以下步骤：
将物体布置在根据本发明的工作台系统的载物台上或上方，
使加压气体流出根据本发明的工作台系统的至少一个空气轴承装置的辅通道系统的排放开口，同时将亚大气压施加到根据本发明的工作台系统的至少一个空气轴承装置的主通道的入口，从而将物体保持于在垂直于载物台的方向上与载物台间隔开的位置处。
附图说明
现在将仅通过示例的方式参考所附示意图来描述本发明的实施例，其中，对应的附图标记表示对应的部件，并且其中：
图1描绘了根据本发明的实施例的光刻设备；
图2示意性地示出了根据本发明的系统的第一实施例，
图3示意性地示出了根据本发明的系统的另一实施例，
图4示意性地示出了根据本发明的系统的另一实施例，
图5示意性地示出了光刻设备的工作台系统的载物台的示例的侧视图，
图6示意性地示出了可以在图5的实施例中使用的空气轴承装置的示例，
图7示意性地示出了根据本发明的工作台系统的变型。
具体实施方式
图1示意性地描绘了根据本发明的一个实施例的光刻设备。该设备包括：照射系统(照射器)IL，被配置为调节辐射束B(例如，UV辐射或任何其它合适的辐射)；掩模支撑结构(例如，掩模台)MT，该掩模支撑结构MT被构造为支撑图案形成装置(例如，掩模)MA并且被连接至第一定位装置PM，该第一定位装置PM被配置为根据某些参数准确地定位图案形成装置。该设备还包括衬底台(例如，晶片台)WT或“衬底支撑件”，其被构造为保持衬底(例如，涂覆有抗蚀剂的晶片)W并且被连接至第二定位装置PW，该第二定位装置PW被配置为根据某些参数准确地定位衬底。该设备进一步包括投影系统(例如，折射投影透镜系统)PS，其被配置为将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如，包括一个或多个裸片)上。
照射系统IL可以包括各种类型的光学部件，诸如，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何组合，以用于引导、成形或控制辐射。
支撑结构MT支撑(即，承载)图案形成装置MA的重量。它以取决于图案形成装置MA的取向、光刻设备的设计以及诸如例如图案形成装置是否保持在真空环境中的其它条件的方式来保持图案形成装置MA。掩模支撑结构可以使用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术来保持图案形成装置。掩模支撑结构可以是框架或台，例如，这可以根据需要是固定的或移动的。掩模支撑结构可以确保图案形成装置位于期望位置处，例如，相对于投影系统。本文中对术语“掩模版”或“掩模”的任何使用都可以被认为是与更通用的术语“图案形成装置”同义。
本文使用的术语“图案形成装置”应该被广义地理解为表示可以用于在辐射束的截面中向辐射束赋予图案以便在衬底的目标部分中形成图案的任何装置。应该注意的是，赋予辐射束的图案可能不与衬底的目标部分中的期望图案完全对应，例如，如果图案包括相移特征或所谓的辅助特征。通常，赋予辐射束的图案将与在目标部分中形成的器件(诸如，集成电路)中的特定功能层相对应。
图案形成装置MA可以是透射型或反射型的。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列和可编程LCD面板。掩模在光刻术中是众所周知的，并且包括诸如二元掩模类型、交替型相移掩模类型和衰减型相移掩模类型以及各种混合掩模类型等掩模类型。可编程反射镜阵列的示例使用小反射镜的矩阵布置，每个小反射镜都可以单独地倾斜，以便在不同方向上对入射的辐射束进行反射。倾斜的反射镜在由反射镜阵列反射的辐射束中赋予图案。
本文使用的术语“辐射束”涵盖所有类型的电磁辐射，包括紫外(UV)辐射(例如，具有等于或约为365、248、193、157或126nm的波长)和极紫外(EUV)辐射(例如，具有在5至20nm范围内的波长)以及粒子束，诸如，离子束或电子束。
本文使用的术语“投影系统”应该被广义地理解为涵盖任何类型的投影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型以及静电型光学系统或其任何组合，视所使用的曝光辐射或者诸如使用浸液或使用真空等其它因素来定。本文中的术语“投影透镜”的任何使用都可以被认为是与更通用的术语“投影系统”同义。
如此处所描绘的，该设备是透射型的(例如，采用透射型掩模)。备选地，该设备可以是反射型的(例如，采用上述类型的可编程反射镜阵列，或者采用反射型掩模)。
光刻设备可以是具有两个(双工作台)或更多个衬底台或“衬底支撑件”(和/或两个或更多个掩模台或“掩模支撑件”)的类型。在这种“多工作台”的机器中，可以并行地使用附加的台或支撑件，或者可以在一个或多个其它台或支撑件正被用于曝光的同时，在一个或多个台或支撑件上执行预备步骤。
光刻设备还可以是如下类型：其中，衬底的至少一部分可以被具有相对较高的折射率的液体(例如，水)覆盖，以便填充投影系统与衬底之间的空间。浸液也可以被施加到光刻设备中的其它空间，例如，掩模与投影系统之间的空间。浸没技术可以用于增加投影系统的数值孔径。本文使用的术语“浸没”并不意味着诸如衬底等结构必须浸没在液体中，相反，“浸没”仅意味着在曝光期间液体位于投影系统和衬底之间。
参考图1，照射器IL接收来自辐射源SO的辐射束。辐射源SO和光刻设备可以是单独的实体，例如，当辐射源是准分子激光器时。在这种情况下，不将辐射源SO视为形成光刻设备的一部分，并且借助包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的光束传递系统BD来将辐射束从辐射源SO传递到照射器IL。在其它情况下，辐射源SO可以是光刻设备的整体部分，例如，当辐射源是汞灯时。可以将辐射源SO和照射器IL以及需要时设置的光束传递系统BD一起称为辐射系统。
照射器IL可以包括被配置为调节辐射束的角强度分布的调节器AD。通常，可以对照射器的光瞳平面中的强度分布的至少外径向范围和/或内径向范围(一般分别称为σ-外和σ-内)进行调节。另外，照射器IL可以包括各种其它部件，诸如，积分器IN和聚光器CO。可以使用照射器来调节辐射束，以便在其截面中具有期望的均匀性和强度分布。
辐射束B入射在被保持在支撑结构MT上的图案形成装置MA上，并且由图案形成装置图案化。在已经横穿图案形成装置MA的情况下，辐射束B穿过投影系统PS，该投影系统PS将光束聚焦到衬底W的目标部分C上。借助于第二定位装置PW和位置传感器IF(例如，干涉测量装置、线性编码器或电容传感器)，可以准确地移动衬底台WT，例如，以便将不同的目标部分C定位在辐射束B的路径中。同样地，第一定位装置PM和另一位置传感器(图1中未明确示出)可以用于相对于辐射束B的路径准确地定位图案形成装置MA，例如，在从掩模库机械检索之后或在扫描期间。通常，可以借助于形成第一定位装置PM的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)来实现支撑结构MT的移动。同样地，可以使用形成第二定位器PW的一部分的长行程模块和短行程模块来实现衬底台WT或“衬底支撑件”的移动。在步进器(与扫描器相对)的情况下，支撑结构MT可以仅连接至短行程致动器，或者可以是固定的。可以使用掩模对齐标记M1、M2和衬底对齐标记P1、P2来对齐图案形成装置MA和衬底W。尽管所图示的衬底对齐标记P1、P2占据了专用目标部分，但它们可以位于目标部分C之间的空间中(这些标记已知为划线对齐标记)。同样地，在图案形成装置MA上设置多于一个裸片的情况下，掩模对齐标记M1、M2可以位于裸片之间。
所描绘的设备可以用于以下模式中的至少一种中：
1.在步进模式中，在将赋予辐射束的整个图案一次投影到目标部分C上(即，单次静态曝光)时，使支撑结构MT和衬底台WT保持大致静止。然后，使衬底台WT在X和/或Y方向上移位，使得可以曝光不同的目标部分C。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制了在单次静态曝光中成像的目标部分C的尺寸。
2.在扫描模式中，在将赋予辐射束的图案投影到目标部分C上(即，单次动态曝光)时，同步地扫描支撑结构MT和衬底台WT。可以通过投影系统PS的缩放和图像反转特性来确定衬底台WT或“衬底支撑件”相对于支撑结构MT的速度和方向。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制单次动态曝光中目标部分(在非扫描方向上)的宽度，而扫描运动的长度确定目标部分(在扫描方向上)的高度。
3.在另一模式中，在将赋予辐射束的图案投影到目标部分C上的同时，使支撑结构MT保持大致静止，从而保持可编程图案形成装置，并且移动或扫描衬底台WT。在这种模式中，通常采用脉冲式辐射源，并且在衬底台WT的每一次移动之后或者在扫描期间的相继辐射脉冲之间，根据需要来更新可编程图案形成装置。这种操作模式可以容易地应用于利用可编程图案形成装置(诸如，上述类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术。
还可以采用对上文所描述的使用模式的组合和/或变型或者完全不同的使用模式。
图2示出了根据本发明的系统1的第一实施例。例如，系统1可以是工作台系统。
图2所示的系统1包括具有表面11的构件10。在该示例中，表面11是构件10的顶表面。例如，构件10可以是工作台系统的载物台。
构件10设置有多个空气轴承装置20。每个空气轴承装置20包括具有自由表面22的空气轴承本体21。自由表面22未被系统的其它物理部件覆盖。在该实施例中，它形成构件10的外表面的一部分。在使用中，具体地，在将物体可选地夹持在构件10上之后，自由表面22可以由被支撑在构件10上的物体覆盖。在图2的示例中，空气轴承本体21的自由表面22被布置为与构件10的表面11齐平，但是这不是必需的。在图2中，设置有四个空气轴承装置，但是备选地，可以设置有任何其它数量的空气轴承装置，具体地，两个或更多个。
每个空气轴承装置20进一步包括延伸穿过空气轴承本体21的主通道23。主通道23具有在自由表面22中的入口开口24。
每个空气轴承装置20进一步包括延伸穿过空气轴承本体21的辅通道系统25。辅通道系统25具有在空气轴承本体21的自由表面22中的多个排放开口26。为了清晰起见，在图2中仅提供了几个具有附图标记的排放开口。辅通道系统25可以仅具有在空气轴承本体21的自由表面22中的一个排放开口26。
在图2所示的示例中，空气轴承本体21包括具有互连空腔的多孔材料。辅通道系统25由多孔材料中的互连空腔形成。例如，多孔材料是烧结陶瓷材料，例如，SiSiC。可选地，密封多孔材料的如下面，不应当有加压气体通过这些面逸出。
在未在附图中示出的替代实施例中，例如，空气轴承本体中的辅通道系统25可以由被机加工(例如，打孔或蚀刻)到空气轴承本体中的通道形成。
优选地，主通道23可连接至亚大气压源，并且辅通道系统25可连接至加压气体源。在使用中，当物体被布置在表面11上或上方时，可以经由辅通道系统25的排放开口26在物体与表面11之间和/或在物体与自由表面22之间提供加压气体。同时，在主通道23的入口24处提供亚大气压。加压气体将物体推离表面11，而亚大气压将物体拉向表面11。加压气体施加在物体上的推力与亚大气压施加在物体上的拉力之间的平衡允许相对于表面11在z方向上定位物体，其中，表面11在x-y平面中延伸。
辅通道系统25中的流阻高于主通道23中的流阻。这使系统稳定，因为较高的流阻防止z方向上的力(例如，由物体围绕x轴或y轴倾斜导致的)迫使加压气体回到辅通道系统25中。如果加压气体被迫回到辅通道系统中，则会扰乱(至少暂时地)推力与拉力之间的平衡，使系统不稳定。这甚至可能会导致物体在重新建立推力与拉力之间的平衡之前碰撞表面11。这被称为“撞击”，并不是所期望的。另外，辅通道系统25中的流阻高于主通道23中的流阻的特征导致了系统的高倾斜刚度。优选地，辅通道系统25中的流阻也高于自由表面22与要被定位的物体之间的间隙中的流阻。
因此，辅通道系统25中的流阻高于主通道23中的流阻提高了系统的稳定性和可靠性。
可选地，构件10可以包括通道12和另外的通道13，通道12将空气轴承装置20的主通道23连接至亚大气压源，通道13将空气轴承装置20的辅通道系统25连接至加压气体源。
在图2的示例中，在空气轴承装置20中，辅通道系统25的排放开口26包围主通道23的入口开口24。这为系统提供了进一步的稳定性，因为由加压气体施加的推力被分布在相对较大的区域上，通常均匀地分布在该区域上。另外，在主通道23的入口开口24的相对侧的推力可以彼此抵消，这也进一步稳定了系统。这导致了系统的高倾斜刚度。当多孔材料用于空气轴承本体时，这种效果甚至更加显著，因为在这种实施例中存在大量排放开口26。
在图2的实施例的变型中，系统进一步包括与至少一个空气轴承装置20的主通道23流体连通的亚大气压源。备选地或者另外，在该变型中，系统进一步包括与至少一个空气轴承装置20的辅通道系统25流体连通的加压气体源。
图3示意性地示出了根据本发明的系统的另一实施例。
在图3的实施例中，构件10设置有空气轴承装置20的二维阵列。在该示例中，所有空气轴承装置20都是相同的，但是这不是必需的。例如，图3的实施例中的空气轴承装置20与图2所示或图6所示的空气轴承装置20相同。同样地，例如，构件10可以是工作台系统的载物台或者包括引导表面的构件。
在图3的实施例中，空气轴承装置20被布置成矩形网格。它们被分布在构件10的表面11之上，所以它们可以局部地作用在存在于构件10上或上方的物体。这不仅允许定位物体，还能改变物体的形状。例如，可以校正翘曲、凹陷、凸起或另一低阶泽尼克形状、或局部变形或者物体的与平坦形状的其它偏差。
在图3的实施例中，空气轴承装置20*设置在构件10的中心处。这进一步提高了系统的稳定性，因为空气轴承装置20在构件10的中心的相对侧上的作用可以彼此抵消。
图4示意性地示出了根据本发明的系统的另一实施例。
在图4的实施例中，构件10设置有空气轴承装置20的阵列。在该示例中，所有空气轴承装置20都是相同的，但是这不是必需的。例如，图4的实施例中的空气轴承装置20与图2所示或图6所示的空气轴承装置20相同。同样地，例如，构件10可以是工作台系统的载物台或者包括引导表面的构件。
在图4的实施例中，空气轴承装置20被布置成极坐标网格。它们被布置于在极坐标网格的中心相交的线上。在图4的示例中，空气轴承装置被布置在围绕极坐标网格的中心的同心圆中。因此，多个空气轴承装置20距极坐标网格的中心具有相同距离。
空气轴承装置被分布在构件10的表面11之上，所以它们可以局部地作用在存在于构件10上或上方的物体。这不仅允许定位物体，还能改变物体的形状。例如，可以校正翘曲、凹陷、凸起或另一低阶泽尼克形状、或局部变形或者物体的与平坦形状的其它偏差。
在图4的实施例中，空气轴承装置20*被设置在构件10的中心处。这进一步提高了系统的稳定性，因为空气轴承装置20在构件10的中心的相对侧上的作用可以彼此抵消。
在图2、3和4中，空气轴承本体21具有矩形的自由表面22，并且通常是盒形的。备选地，其它形状也是可能的，例如，圆柱形的空气轴承本体，例如，具有圆形或椭圆形的自由表面。
可选地，在图2、3和4的任一实施例中，多个空气轴承装置20适于：通过控制在至少一个空气轴承装置20的主通道23的入口开口24处的压力和/或气体流速和/或在辅通道系统25的排放开口26处的压力和/或气体流速，来改变要被布置在构件10上的物体的形状。
可选地，对在至少一个空气轴承装置20的主通道23的入口24处的压力和/或气体流速和/或在辅通道系统25的排放开口26处的压力和/或气体流速的控制是基于物体的预期的和/或测得的形状进行的。
在变型中，图2、3和/或4的任一实施例进一步包括测量系统，该测量系统适于在空气轴承装置20的激活期间获得被布置在构件10上或上方的物体的形状数据。测量系统可选地包括电容传感器和/或电感传感器和/或干涉仪。可选地，测量系统的一个或多个部分被布置在构件10上或构件10中，使得当物体被设置在构件10处或上方时可以进行物体的测量。备选地或者另外，测量系统可以被布置为使得在物体被布置在构件10处或上方之前进行对物体的测量。
在该变型中，实施例进一步包括控制装置，该控制装置用于控制在至少一个空气轴承装置20的主通道23的入口开口24处的压力和/或气体流速和/或在辅通道系统25的排放开口26处的压力和/或气体流速。控制装置适于从测量系统接收形状数据，并且基于接收到的形状数据来控制在至少一个空气轴承装置20的主通道23的入口开口24处的压力和/或气体流速和/或在辅通道系统25的排放开口26处的压力和/或气体流速。
可选地，在图2、图3和/或图4的任一实施例中，多个空气轴承装置包括多个空气轴承组。每个空气轴承组包括至少一个空气轴承装置20。例如，在图3的实施例中，在x方向上延伸的每行空气轴承装置20可以形成空气轴承组，或者在y方向上延伸的每行空气轴承装置20可以形成空气轴承组。在图4所示的实施例中，例如，距极坐标网格的中心具有相同距离的空气轴承装置20(所以是在同一圆上的空气轴承装置)可以形成空气轴承组。
在空气轴承组内，在主通道的入口处的压力和/或气体流速在该实施例中与在另一空气轴承组中在主通道的入口开口处的压力和/或气体流速是单独可控的。这允许控制施加在物体上的局部力，这允许改变物体的形状。可选地，主通道的入口开口处的压力和/或气体流速与在另一空气轴承组中在主通道的入口开口处的压力和/或气体流速是独立可控的。
备选地或者另外，在至少一个空气轴承组中在辅通道系统的排放开口处的压力和/或气体流速与在另一空气轴承组中在辅通道系统的排放开口处的压力和/或气体流速是单独可控的。这允许控制施加在物体上的局部力，这允许改变物体的形状。可选地，在至少一个空气轴承组中在辅通道系统的排放开口处的压力和/或气体流速与在另一空气轴承组中在辅通道系统的排放开口处的压力和/或气体流速是独立可控的。
任何空气轴承组中的压力和/或流速的单独控制可能会导致不同空气轴承组之间的压力和/或流速不同以及在任何给定时间施加在物体上的局部拉力和/或推力的幅值不同。备选地或者另外，利用该特征，可以控制激活相应的空气轴承组的定时。例如，一个空气轴承组仅可以在另一空气轴承组已经被激活之后被激活。
当必须校正在构件10上或上方的物体的形状时，仅在已经激活另一空气轴承组之后激活一个空气轴承组可以是有利的。例如，如果物体是圆形的，但是是穹顶形而不是平坦的，并且使用图4的实施例，则首先激活在构件10的中心处的空气轴承装置20*是有利的。当通过对在构件10的中心处的空气轴承装置20*的拉力和推力的组合作用将物体的中心移动到构件10上方的期望水平时，激活在内环14处的空气轴承装置20。它们将围绕物体的中心的环移动到构件10上方的期望水平。物体可以在x-y平面中自由移动，因为不存在与任何机械支撑构件的摩擦，这减少了物体中的内应力。在激活内环14中的空气轴承装置之后，激活外环15中的空气轴承装置20。它们将物体的外环移动到构件10上方的期望水平。通过这种方式，使物体平坦并且减小穹顶形状甚至使其消失。在平坦之后，可以将物体夹紧或者以其它方式固定至构件10或相对于构件10夹紧或者以其它方式固定。
本发明可以应用于工作台系统中，例如，应用于诸如用在光刻设备中的工作台系统中。在这种情况下，构件可以是载物台或者衬底台。
因此，在另一实施例中，本发明提供了一种用于定位物体的工作台系统，该工作台系统包括：
载物台，该载物台适于支撑要被定位的物体，
载物台设置有多个空气轴承装置，
其中，每个空气轴承装置包括：
空气轴承本体，该空气轴承本体具有自由表面，
主通道，该主通道延伸穿过空气轴承本体并且具有在自由表面中的入口开口，
辅通道系统，所述辅通道系统延伸穿过所述空气轴承本体并且具有在所述自由表面中的多个排放开口，
其中，辅通道系统中的流阻高于主通道中的流阻。
本发明允许物体(例如，衬底W或图案形成装置MA)在将物体夹持或以其它方式固定至载物台的表面之前被定位在垂直于载物台的表面的方向上。在一些实施例中，本发明允许在将物体夹持或以其它方式固定至载物台之前改变或校正物体的形状。
图5示出了光刻设备的工作台系统的载物台110的示例的侧视图。
载物台110的顶侧包括将物体(例如，衬底W)夹持在载物台110上的真空夹具104。载物台110进一步包括三个可伸缩销1055，也称为电子销，该可伸缩销可相对于载物台在销105从载物台110延伸出去的伸展位置与销105在载物台110中缩回的缩回位置之间移动。可伸缩销105可在大致垂直的方向上(即，在大致垂直于待由销支撑的物体的主平面的方向上)移动。可伸缩销105用于在载物台110与机器人或任何其它类型的物体处理机器之间转移物体(例如，衬底W)。设置可伸缩销105，使得例如机器人的夹持器可以被放置在物体之下以用于支撑物体。当机器人被配置为将物体保持在侧面或顶部时，可以省略可伸缩销105。在替代实施例中，可以使用能够在物体上施加吸引力的任何其它类型的装置，诸如，静电型、磁性型或电磁型夹具。
在该实施例中，机器人将物体放置在处于伸展位置的销105上。然后，销105被移动到缩回位置，使得物体停留在载物台110的支撑表面上。例如，在由载物台110支撑的物体曝光于图案化的辐射束之后，物体被更换为另一物体。为了更换物体，通过从缩回位置移动到伸展位置的可伸缩销105将物体从载物台110举起。当可伸缩销105处于伸展位置时，物体由机器人或者任何其它类型的物体处理机器接管。
真空夹具104由密封垫环107所包围的凹陷表面106形成。设置抽吸导管108以在由凹陷表面106、密封垫环107以及被放置或要被放置在载物台110上的物体限定的真空空间中产生低压。较低的压力会提供真空力，该真空力将被设置在支撑表面上方的特定范围内的物体向载物台110拉动，以便将物体夹持至载物台。
在凹陷表面106中，设置有多个突节109。突节109的顶端为要被放置在载物台110上的物体提供支撑表面。密封垫环107和突节109的顶端可以被设置在大致相同的平面中，以提供用于支撑物体的大致平坦的表面。在替代实施例中，密封垫环107可以被布置为低于突节109，如图5所示，反之亦然。
在载物台110中，设置有多个空气轴承装置20。例如，这些空气轴承装置是图2、图3和图4所示的空气轴承装置。
每个空气轴承装置包括主通道23，该主通道23优选地经由通道12连接至亚大气压源16。
每个空气轴承装置进一步包括由多孔材料中的互连空腔形成的辅通道系统25。辅通道系统优选地经由通道13连接至加压气体源17。
图6示出了可以在图5的实施例中使用的空气轴承装置20的示例。
载物台110设置有多个空气轴承装置20。每个空气轴承装置20包括具有自由表面22的空气轴承本体21。自由表面22未被系统的其它物理部件覆盖。在使用中，具体地，在将物体可选地夹持在构件10上之后，自由表面22可以由被支撑在载物台110上的物体覆盖。在图5和6的示例中，空气轴承本体21的自由表面22稍微在载物台的表面111上方延伸，但是备选地，它们可以被布置为与载物台110的表面111齐平。
每个空气轴承装置20进一步包括延伸穿过空气轴承本体21的主通道23。主通道23具有在自由表面22中的入口开口24。
每个空气轴承装置进一步包括延伸穿过空气轴承本体21的辅通道系统25。辅通道系统25具有在空气轴承本体21的自由表面22中的多个排放开口26。
在图5和图6所示的示例中，空气轴承本体21包括具有互连空腔的多孔材料。辅通道系统25由多孔材料中的互连空腔形成。例如，多孔材料是烧结陶瓷材料，例如，SiSiC。可选地，密封多孔材料的如下面，不应当有加压气体通过这些面逸出。
在未在附图中示出的替代实施例中，例如，空气轴承本体中的辅通道系统25可以由被机加工(例如，打孔或蚀刻)到空气轴承本体中的通道形成。
优选地，主通道23可连接至亚大气压源16，并且辅通道系统25可连接至加压气体源。在使用中，当物体被布置在表面111上或上方时，可以经由辅通道系统的排放开口26在物体与表面之间和/或在物体与自由表面22之间提供加压气体。同时，在主通道23的入口24处提供亚大气压。加压气体将物体推离表面111，而亚大气压将物体拉向表面111。加压气体施加在物体上的推力与亚大气压施加在物体上的拉力之间的平衡允许相对于表面111在z方向上定位物体，其中，表面111在x-y平面中延伸。
辅通道系统25中的流阻高于主通道23中的流阻。这使系统稳定，因为较高的流阻防止z方向上的力(例如，由物体围绕x轴或y轴倾斜导致的)迫使加压气体回到辅通道系统25中。如果加压气体被迫回到辅通道系统中，则会扰乱(至少暂时地)推力与拉力之间的平衡，使系统不稳定。这甚至可能会导致物体在重新建立推力与拉力之间的平衡之前碰撞表面111。这被称为“撞击”，并不是所期望的。另外，辅通道系统25中的流阻高于主通道23中的流阻的特征导致了系统的高倾斜刚度。优选地，辅通道系统25中的流阻也高于自由表面22与要被定位的物体之间的间隙中的流阻。
因此，辅通道系统25中的流阻高于主通道23中的流阻提高了系统的稳定性和可靠性。
在该实施例中，载物台110可以包括通道12和另外的通道13，通道12允许将空气轴承装置20的主通道23连接至亚大气压源，通道13将空气轴承装置20的辅通道系统25连接至加压气体源。
在图5和图6的示例中，在空气轴承装置20中，辅通道系统25的排放开口26包围主通道23的入口开口24。这为系统提供了进一步的稳定性，因为由加压气体施加的推力被分布在相对较大的区域上，通常甚至均匀地分布在该区域上。另外，在主通道23的入口开口24的相对侧的推力可以彼此抵消，这也进一步稳定了系统。此外，这导致了系统的高倾斜刚度。当多孔材料用于空气轴承本体时，这种效果甚至更加显著，因为在这种实施例中存在大量排放开口26。
在图5和6的实施例的变型中，系统进一步包括与至少一个空气轴承装置20的主通道23流体连通的亚大气压源16。备选地或者另外，在该变型中，系统进一步包括与至少一个空气轴承装置20的辅通道系统25流体连通的加压气体源17。
可选地，在图5和6的实施例中，空气轴承装置20被布置成矩形网格，例如，如图3所示，或者备选地，布置成极坐标网格，例如，如图4所示。在图5和/或图6的工作台系统中使用图3或图4的布置允许改变物体的形状。例如，可以校正翘曲、凹陷、凸起或另一低阶泽尼克形状、或局部变形或者物体的与平坦形状的其它偏差。
在图5和6所示的实施例中，空气轴承本体21具有矩形的自由表面22，并且通常是盒形的。备选地，其它形状也是可能的，例如，圆柱形的空气轴承本体，例如，具有圆形或椭圆形的自由表面。
可选地，在图5和6的实施例中，多个空气轴承装置20适于：通过控制在至少一个空气轴承装置20的主通道23的入口开口24处的压力和/或气体流速和/或在辅通道系统25的排放开口26处的压力和/或气体流速，来改变要被布置在载物台110上的物体的形状。
可选地，对在至少一个空气轴承装置20的主通道23的入口24处的压力和/或气体流速和/或在辅通道系统25的排放开口26处的压力和/或气体流速的控制是基于物体的预期的和/或测得的形状进行的。
在变型中，图5和6的实施例进一步包括测量系统，该测量系统适于在激活空气轴承装置20期间获得被布置在载物台110上或上方的物体的形状数据。测量系统可选地包括电容传感器和/或电感传感器和/或干涉仪。可选地，测量系统的一个或多个部分被布置在载物台110上或载物台110中，使得当物体被设置在载物台110处或上方时可以进行物体的测量。备选地或者另外，测量系统可以被布置为使得在物体被布置在载物台110处或上方之前进行对物体的测量。
在该变型中，实施例进一步包括控制装置，该控制装置用于控制在至少一个空气轴承装置20的主通道23的入口开口24处的压力和/或气体流速和/或在辅通道系统25的排放开口26处的压力和/或气体流速。控制装置适于从测量系统接收形状数据，并且基于接收到的形状数据来控制在至少一个空气轴承装置20的主通道23的入口开口24处的压力和/或气体流速和/或在辅通道系统25的排放开口26处的压力和/或气体流速。
可选地，在图5和6的实施例中，多个空气轴承装置包括多个空气轴承组。每个空气轴承组包括至少一个空气轴承装置20。
在空气轴承组内，在主通道的入口处的压力和/或气体流速在该实施例中与在另一空气轴承组中在主通道的入口开口处的压力和/或气体流速是单独可控的。这允许控制施加在物体上的局部力，这允许改变物体的形状。可选地，主通道的入口开口处的压力和/或气体流速与在另一空气轴承组中在主通道的入口开口处的压力和/或气体流速是独立可控的。
备选地或者另外，在至少一个空气轴承组中在辅通道系统的排放开口处的压力和/或气体流速与在另一空气轴承组中在辅通道系统的排放开口处的压力和/或气体流速是单独可控的。这允许控制施加在物体上的局部力，这允许改变物体的形状。可选地，在至少一个空气轴承组中在辅通道系统的排放开口处的压力和/或气体流速与在另一空气轴承组中在辅通道系统的排放开口处的压力和/或气体流速是独立可控的。
任何空气轴承组中的压力和/或流速的单独控制可能会导致不同空气轴承组之间的压力和/或流速不同以及在任何给定时间施加在物体上的局部拉力和/或推力的幅值不同。备选地或者另外，利用该特征，可以控制激活相应的空气轴承组的定时。例如，一个空气轴承组仅可以在另一空气轴承组已经被激活之后被激活。
当必须校正在构件10上或上方的物体的形状时，仅在已经激活另一空气轴承组之后激活一个空气轴承组可以是有利的。例如，如果物体是圆形的，但是是穹顶形而不是平坦的，并且在图5和6的实施例中使用图4的配置，则首先激活在载物台110的中心处的空气轴承装置20*是有利的。当通过对在载物台110的中心处的空气轴承装置20*的拉力和推力的组合作用将物体的中心移动到载物台110上方的期望水平时，激活在内环14处的空气轴承装置20。它们将围绕物体的中心的环移动到载物台110上方的期望水平。物体可以在x-y平面中自由移动，因为不存在与任何机械支撑构件的摩擦，这减少了物体中的内应力。在激活内环14中的空气轴承装置之后，激活外环15中的空气轴承装置20。它们将物体的外环移动到载物台110上方的期望水平。通过这种方式，使物体平坦并且减小穹顶形状甚至使其消失。在平坦之后，可以将物体夹紧或者以其它方式固定至载物台110或相对于载物台110夹紧或者以其它方式固定。
图7示出了根据本发明的工作台系统的变型。
在载物台110的变型中，包括多孔区110a。可选地，也存在非多孔区110b。至少一个空气轴承本体21形成载物台110的多孔区110a的一部分。
在图7所示的实施例中，已经设置了不可渗透元件27，以便在多孔空气轴承本体21已经连接至加压气体源时避免加压气体的泄漏。
例如，载物台110在该变型中由烧结陶瓷(例如，由SiSiC)制成。在烧结之后，整个载物台110是多孔的。然后，允许密封剂物质填充互连空腔，例如，通过将下部从载物台布置在液体密封剂浴液中，该液体密封剂由于毛细作用进入互连空腔。然而，在整个载物台饱和之前，停止该过程。仅载物台110的下部填充有密封剂。该下部形成非多孔区110b。不可渗透元件27可以通过局部注射密封剂形成。
在所描述的实施例中，空气轴承装置20被布置为经由排放开口26排放空气。排出的空气可以具有与环境空气相同的组成，或者可以具有与环境空气不同的组成。例如，排出的空气的湿度可以不同于(例如，低于)环境空气的湿度。排出的空气可以包括任何类型的合适气体，诸如，氮气或二氧化碳。技术人员清楚的是，术语“空气轴承”可以被理解为更通用的术语“气体轴承”。
在实施例中，本发明进一步提供了一种定位物体的方法，
该方法包括以下步骤：
将物体布置在根据本发明的工作台系统的载物台上或上方，
使加压气体流出根据本发明的工作台系统的至少一个空气轴承装置的辅通道系统的排放开口，同时将亚大气压施加到根据本发明的工作台系统的至少一个空气轴承装置的主通道的入口，从而将物体保持于在垂直于载物台的方向上与载物台间隔开的位置处。
在根据本发明的工作台系统的可能实施例中，多个空气轴承装置包括多个空气轴承组，每个空气轴承组包括至少一个空气轴承装置，其中，在工作台系统的至少一个空气轴承组中分别在(一个或多个)主通道的(一个或多个)入口开口处的压力和/或气体流速与在工作台系统的另一空气轴承组中分别在(一个或多个)主通道的入口开口处的压力和/或气体流速是单独可控的。
在根据本发明的方法的可能实施例中，使用诸如工作台系统的实施例。在根据本发明的方法的该实施例中，在工作台系统的至少一个空气轴承组中分别在(一个或多个)主通道的(一个或多个)入口处的压力和/或气体流速与在工作台系统的另一空气轴承组中分别在(一个或多个)主通道的入口处的压力和/或气体流速是单独控制的，以便控制物体的形状。
在根据本发明的工作台系统的可能实施例中，多个空气轴承装置包括多个空气轴承组，每个空气轴承组包括至少一个空气轴承装置，其中，在工作台系统的至少一个空气轴承组中分别在(一个或多个)辅通道系统的排放开口处的压力和/或气体流速与在工作台系统的另一空气轴承组中分别在(一个或多个)辅通道系统的排放开口处的压力和/或气体流速是单独可控的。
在根据本发明的方法的可能实施例中，使用诸如工作台系统的实施例。在根据本发明的方法的该实施例中，在工作台系统的至少一个空气轴承组中分别在(一个或多个)辅通道系统的排放开口处的压力和/或气体流速与在工作台系统的另一空气轴承组中分别在(一个或多个)辅通道系统的排放开口处的压力和/或气体流速是单独控制的，以便控制物体的形状。
在根据本发明的方法的可能实施例中，该方法进一步包括：通过控制在至少一个空气轴承装置的主通道的入口开口处的压力和/或气体流速和/或在辅通道系统的排放开口处的压力和/或气体流速，来改变要被布置在载物台上的物体的形状。
可选地，对在主通道的入口开口处的压力和/或气体流速和/或在辅通道系统的排放开口处的压力和/或气体流速的这种控制是基于物体的预期的和/或测得的形状进行的。
根据本发明的另一实施例，提供了一种用于定位物体的系统，该系统包括：
构件，该构件设置有多个空气轴承装置，
其中，每个空气轴承装置包括：
空气轴承本体，该空气轴承本体具有自由表面，
主通道，该主通道延伸穿过空气轴承本体并且具有在自由表面中的入口开口，
辅通道系统，该辅通道系统延伸穿过空气轴承本体并且具有在自由表面中的多个排放开口，
其中，辅通道系统中的流阻高于主通道中的流阻，
其中，多个空气轴承装置适于：通过控制在至少一个空气轴承装置的主通道的入口开口处的压力和/或气体流速和/或在辅通道系统的排放开口处的压力和/或气体流速，来改变要被布置在载物台上的物体的形状。
可选地，在该实施例中，对在至少一个空气轴承装置的主通道的入口处的压力和/或气体流速和/或在辅通道系统的排放开口处的压力和/或气体流速的控制是基于物体的预期的和/或测得的形状进行的。
可选地，在该实施例中，系统进一步包括测量系统，该测量系统适于在空气轴承装置的激活期间获得被布置在载物台上的物体的形状数据，并且进一步包括控制装置，该控制装置用于控制在至少一个空气轴承装置的主通道的入口处的压力和/或气体流速和/或在辅通道系统的排放开口处的压力和/或气体流速。控制装置适于从测量系统接收形状数据并且基于接收到的形状数据来控制在至少一个空气轴承装置的主通道的入口开口处的压力和/或气体流速和/或在辅通道系统的排放开口处的压力和/或气体流速。
在本发明的另一实施例中，提供了一种用于定位物体的方法，该方法包括以下步骤：
将物体布置在系统的构件的表面上或上方，该构件设置有多个空气轴承装置，
其中，每个空气轴承装置包括：
空气轴承本体，该空气轴承本体具有自由表面，
主通道，该主通道延伸穿过空气轴承本体并且具有在自由表面中的入口开口，
辅通道系统，该辅通道系统延伸穿过空气轴承本体并且具有在自由表面中的多个排放开口，
其中，辅通道系统中的流阻高于主通道中的流阻，
使加压气体流出至少一个空气轴承装置的辅通道系统的排放开口，同时将亚大气压施加到至少一个空气轴承装置的主通道的入口，从而将物体保持于在垂直于构件的表面的方向上与构件间隔开的位置处，
其中，该方法进一步包括：通过控制在至少一个空气轴承装置的主通道的入口开口处的压力和/或气体流速和/或在辅通道系统的排放开口处的压力和/或气体流速，来改变要被布置在载物台上的物体的形状。
可选地，对在主通道的入口开口处的压力和/或气体流速和/或在辅通道系统的排放开口处的压力和/或气体流速的这种控制是基于物体的预期的和/或测得的形状进行的。
尽管在本文中可以对光刻设备在IC的制造中的使用作出具体参考，但是应该理解，本文描述的光刻设备可以具有其它应用，例如制造集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等。本领域技术人员将会认识到，在这种替代应用的上下文中，本文中的术语“晶片”或“裸片”的任何使用都可以被认为是分别与更通用的术语“衬底”或“目标部分”同义。本文所指的衬底可以在曝光之前或之后被处理，例如，在轨道(典型地将抗蚀剂层施加到衬底并且对已曝光的抗蚀剂进行显影的工具)、计量工具和/或检验工具中。在适用情况下，可以将本文所公开的内容应用于这种和其他衬底处理工具。进一步地，衬底可以被处理一次以上，例如，为了产生多层IC，使得本文使用的术语衬底也可以表示已经包含多个已处理层的衬底。
尽管上文可能已经对在光学光刻术的上下文中对本发明的实施例的使用做出了具体参考，但要认识到，本发明可以用于其他应用，例如，压印光刻术，并且在上下文允许的情况下不限于光学光刻术。在压印光刻术中，图案形成装置中的形貌限定形成在衬底上的图案。可以将图案形成装置的形貌印制到被提供给衬底的抗蚀剂层中，然后通过施加电磁辐射、热、压力或其组合来固化抗蚀剂。在抗蚀剂固化之后，将图案形成装置移出抗蚀剂，从而在其中留下图案。
尽管上面已经描述了本发明的特定实施例，但是要认识到，本发明可以以与上述不同的方式实践。例如，本发明可以采用计算机程序的形式，该计算机程序包含描述上文所公开的方法的机器可读指令的一个或多个序列，或者采用存储有这种计算机程序的数据存储介质(例如，半导体存储器、磁盘或光盘)的形式。
以上的描述意图是说明性的，而不是限制性的。因此，对本领域的技术人员而言显而易见的是，在不偏离下面阐述的权利要求书的范围的情况下，可以对所描述的本发明进行修改。

Claims (10)

1.一种用于工作台系统的载物台，所述载物台包括：
构件，设置有被布置为支撑所述物体的多个气体轴承装置；以及
控制装置，
其中每个气体轴承装置包括自由表面，所述自由表面具有在所述自由表面中的多个排放开口以及在所述自由表面中的入口开口，所述多个排放开口形成在多孔材料中，并且所述入口开口由所述多个排放开口包围，
其中所述自由表面被布置为支撑所述物体并且被所述物体覆盖，
其中所述排放开口被布置为提供加压气体，并且所述入口开口被布置为提供亚大气压，
其中所述控制装置被布置为通过控制至少一个气体轴承装置的所述排放开口处的压力和/或气体流速来改变所述物体的形状。
2.根据权利要求1所述的载物台，其中所述气体轴承装置是圆形的。
3.根据权利要求1或2所述的载物台，包括测量系统，所述测量系统适于在所述气体轴承装置的激活期间，获得被布置在所述构件上或上方的所述物体的形状数据。
4.根据权利要求3所述的载物台，其中所述测量系统的至少一部分被布置在所述构件上。
5.根据权利要求3所述的载物台，其中所述测量系统包括电容传感器。
6.根据权利要求3所述的载物台，其中所述控制装置适于从所述测量系统接收所述形状数据，以控制所述排放开口中的压力和/或气体流量。
7.根据权利要求1-2和4-6中的一项所述的载物台，其中所述多个气体轴承装置包括多个气体轴承组，其中所述控制装置被布置为对至少一个气体轴承组中的所述排放开口处的压力和/或气体流速与至少一个其他气体轴承组的所述排放开口处的压力和/或气体流速单独地进行控制。
8.根据权利要求7所述的载物台，其中所述控制装置被布置为控制相应气体轴承组的激活的定时。
9.根据权利要求1所述的载物台，其中气体轴承装置包括围绕所述入口开口的多个排放开口。
10.根据权利要求1或9所述的载物台，其中所述控制装置适于通过控制至少一个气体轴承装置的所述入口开口处的压力和/或气体流速来改变所述物体的形状。
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