專利名稱：致動器系統(tǒng)、光刻設備以及器件制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)以及用于定位光刻設備內的光學部件的方法。
背景技術：
光刻設備是一種將所需圖案應用到襯底上，通常是襯底的目標部分上的機器。例 如，可以將光刻設備用在集成電路(ICs)的制造中。在這種情況下，可以將可選地稱為掩模 或掩模版的圖案形成裝置用于生成在所述IC的單層上待形成的電路圖案?？梢詫⒃搱D案 轉移到襯底(例如，硅晶片)上的目標部分(例如，包括一部分管芯、一個或多個管芯)上。 通常，圖案的轉移是通過把圖案成像到提供到襯底上的輻射敏感材料(抗蝕劑)層上進行 的。通常，單獨的襯底將包含被連續(xù)形成圖案的相鄰目標部分的網絡。公知的光刻設備包 括所謂的步進機，在步進機中，通過將全部圖案一次曝光到所述目標部分上來輻射每一個 目標部分；和所謂的掃描器，在所述掃描器中，通過輻射束沿給定方向(“掃描”方向)掃描 所述圖案、同時沿與該方向平行或反向平行的方向同步地掃描所述襯底來輻射每一個目標 部分。也可能通過將圖案壓印(imprinting)到襯底上的方式從圖案形成裝置將圖案轉移 到襯底上。在這種光刻設備中，需要精確地控制一個或更多個光學部件的位置，例如在配置 用以調節(jié)輻射束的照射系統(tǒng)中的那些光學部件，或在配置用以將圖案化的輻射束投影到襯 底上的投影系統(tǒng)內的那些光學部件。因此，光刻設備通常結合相對于光刻設備的一個或更 多個附加的光學部件精確地定位光刻設備的光學部件的致動器系統(tǒng)。此外，已有的致動器系統(tǒng)通常盡可能精確地定位光刻設備內的光學部件。這些已 有的致動器系統(tǒng)通常結合單個的顯示出高剛度水平的致動器，由此最大化光學部件對致動 機構的響應的精確度。例如，已有的致動器系統(tǒng)可以結合壓電致動器，其顯示出相對高的剛 度。然而，已有的致動器系統(tǒng)的總的剛度可能不如單個致動器的剛度一樣高。例如，每 個致動器可以與機械去耦機構相關，其確保該系統(tǒng)僅沿被驅動方向是剛性的，而沿例如旋 轉方向等其他方向不是剛性的。雖然這些機械去耦機構是必要的，以便避免在致動器系統(tǒng) 的使用期間的機械變形，這些機械去耦機構會導致致動器到光學部件的連接的剛度的顯著 下降。例如，用于控制光學部件的位置的壓電致動器可以具有200Ν/μπι的剛度，同時去耦 機構可以僅具有120Ν/μπι的剛度。在這種情形中，壓電致動器到光學部件的連接的組合剛 度僅為75Ν/μ m，這導致致動器系統(tǒng)的性能變差。

發(fā)明內容
因此，需要一種系統(tǒng)和方法，用于在精確地控制光刻設備內的一個或更多個光學 部件的位置的同時，將整個剛度保持在一個相對高的水平。在一個實施例中，提供一種致動器系統(tǒng)，其控制光刻設備內的第一部件相對于光 刻設備內的第二部件的位置。致動器系統(tǒng)包括第一致動器，配置成提供第一部件的安裝點和第二部件之間、沿平行于致動方向的方向的位移，以便控制第一部件相對于第二部件的 位置。此外，致動器系統(tǒng)還包括第二致動器，用于在與第二致動器相關的參考質量和光刻設 備的第一部件的安裝點之間提供平行于致動方向的位移。在另一實施例中，提供一種用于控制光刻設備內的第一部件相對于光刻設備內的 第二部件的位置的方法。通過在第一部件的安裝點和第二部件之間施加第一位移來控制第 一部件相對于第二部件的位置。隨后在第一部件的安裝點和參考質量之間施加第二位移， 并且第二位移的方向平行于第一位移的方向。在另一實施例中，提供一種光刻設備，其具有照射系統(tǒng)，配置成調節(jié)輻射束；投 影系統(tǒng)，配置成將圖案化的輻射束投影到襯底的目標部分上；以及致動器系統(tǒng)，其控制光刻 設備內的第一部件相對于光刻設備內的第二部件的位置。所述致動器系統(tǒng)包括第一致動 器，配置成提供第一部件的安裝點和第二部件之間、沿平行于致動方向的方向的位移，以便 控制第一部件相對于第二部件的位置。所述致動器系統(tǒng)還包括第二致動器，其在與第二致 動器相關的參考質量和光刻設備的第一部件的安裝點之間提供位移，并且由第二致動器提 供的位移沿平行于由第一致動器提供的位移的方向。在又一實施例中，提供一種器件制造方法，所述方法包括步驟用照射系統(tǒng)調節(jié)輻 射束；使用圖案形成裝置在輻射束的橫截面上將圖案賦予輻射束，使用投影系統(tǒng)將圖案化 的輻射束投影到襯底上，并控制圖案形成裝置、投影系統(tǒng)或照射系統(tǒng)的第一部件相對于圖 案形成裝置、投影系統(tǒng)或照射系統(tǒng)的第二部件的位置?？刂撇襟E包括(i)通過在第一部件 的安裝點和第二部件之間施加第一位移來控制第一部件相對于第二部件的位置；和(ii) 在第一部件的安裝點和參考質量之間施加第二位移，第二位移的方向平行于第一位移的方 向。本發(fā)明其他實施例、特征和有益效果，以及本發(fā)明的不同實施例的結構和操作在 下文中參照附圖進行詳細描述。


這里附圖并入說明書并且形成說明書的一部分，其示出本發(fā)明并且與說明書一起 進一步用來說明本發(fā)明的原理，以允許本領域技術人員能夠實施和使用本發(fā)明。圖1示出根據本發(fā)明一個實施例的光刻設備。圖2示出用于控制光學部件的位置的傳統(tǒng)的致動器系統(tǒng)。圖3a和3b示意地表示在圖1中示出的致動器系統(tǒng)。圖4是圖3a和3b中示出的致動器系統(tǒng)的伯德曲線。圖5示意地示出根據本發(fā)明的一個實施例的用于控制光刻設備的光學部件的位 置的致動器系統(tǒng)。圖6示出在第一操作模式中被驅動的圖5所示的致動器系統(tǒng)的伯德曲線。圖7是圖5中的致動器系統(tǒng)的對由致動器提供的位移的響應的伯德曲線。圖8示意地示出用于圖5中的致動器系統(tǒng)的控制器。圖9示出在第二操作模式中被驅動的圖5所示的致動器系統(tǒng)的伯德曲線。圖10示出根據本發(fā)明的一個實施例的用于控制光刻設備的光學部件的位置的致 動器系統(tǒng)。
下面將參照附圖描述本發(fā)明的一個或更多個實施例。在附圖中，相同的附圖標記 表示相同或功能相似的元件。此外，附圖標記的最左邊的數字表示附圖標記首先出現的附 圖。
具體實施例方式本說明書公開一個或更多個包含或并入本發(fā)明特征的實施例。所公開的實施例僅 給出本發(fā)明的示例。本發(fā)明的范圍不限于所公開的實施例。本發(fā)明由這里的權利要求限定。所述的實施例和在說明書提到的“ 一個實施例”、“實施例”、“示例性實施例，，等表 示所述的實施例可以包括特定特征、結構或特性，但是，每個實施例可以不必包括特定的特 征、結構或特性。而且，這些段落不必指的是同一個實施例。此外，當特定特征、結構或特性 與實施例結合進行描述時，應該理解，無論是否明確描述，實現將這些特征、結構或特性與 其他實施例結合是在本領域技術人員的知識范圍內。本發(fā)明實施例可以應用到硬件、固件、軟件或其任何組合。本發(fā)明實施例還可以應 用為存儲在機器可讀介質上的指令，其可以通過一個或更多個處理器讀取和執(zhí)行。機器可 讀介質可以包括任何用于以機器(例如計算設備)可讀形式存儲或傳送信息的機構。例 如，機器可讀介質可以包括只讀存儲器(ROM)；隨機存取存儲器(RAM)；磁盤存儲媒介；光 學存儲媒介；閃存設備；傳播信號(例如，載波、紅外信號、數字信號等)的電、光、聲或其他 形式，以及其他。此外，這里可以將固件、軟件、程序、指令描述成執(zhí)行特定操作。然而，應該 認識到，這些描述僅為了方便并且這些操作實際上是由計算設備、處理器、控制器或其他執(zhí) 行所述固件、軟件、程序、指令等的設備來完成的。圖1示意地示出適用于本發(fā)明的光刻設備的一個實施例。所述設備包括照射系 統(tǒng)(照射器)IL，其配置用于調節(jié)輻射束B (例如，紫外(UV)輻射或深紫外(DUV)輻射)；支 撐結構(例如，掩模臺)MT，其構造用于支撐圖案形成裝置(例如掩模)MA，并與用于根據確 定的參數精確地定位圖案形成裝置MA的第一定位裝置PM相連；襯底臺(例如晶片臺)WT， 其構造用于保持襯底(例如涂覆有抗蝕劑的晶片)W，并與配置用于根據確定的參數精確地 定位襯底W的第二定位裝置PW相連；和投影系統(tǒng)(例如折射式投影透鏡系統(tǒng))PS，其配置 用于將由圖案形成裝置MA賦予輻射束B的圖案投影到襯底W的目標部分C (例如包括一根 或多根管芯)上照射系統(tǒng)可以包括各種類型的光學部件，例如折射型、反射型、磁性型、電磁型、靜 電型或其它類型的光學部件、或其任意組合，以引導、成形、或控制輻射。所述支撐結構支撐，即承載圖案形成裝置的重量。支撐結構以依賴于圖案形成裝 置的方向、光刻設備的設計以及諸如圖案形成裝置是否保持在真空環(huán)境中等其他條件的方 式保持圖案形成裝置。所述支撐結構可以采用機械的、真空的、靜電的或其它夾持技術保持 圖案形成裝置。所述支撐結構可以是框架或臺，例如，其可以根據需要成為固定的或可移動 的。所述支撐結構可以確保圖案形成裝置位于所需的位置上(例如相對于投影系統(tǒng))。在 這里任何使用的術語“掩模版”或“掩?！倍伎梢哉J為與更上位的術語“圖案形成裝置”同 義。這里所使用的術語“圖案形成裝置”應該被廣義地理解為表示能夠用于將圖案在 輻射束的橫截面上賦予輻射束、以便在襯底的目標部分上形成圖案的任何裝置。應當注意，被賦予輻射束的圖案可能不與在襯底的目標部分上的所需圖案完全相符(例如如果該圖 案包括相移特征或所謂的輔助特征)。通常，被賦予輻射束的圖案將與在目標部分上形成的 器件中的特定的功能層相對應，例如集成電路。圖案形成裝置可以是透射式的或反射式的。圖案形成裝置的示例包括掩模、可編 程反射鏡陣列以及可編程液晶顯示(LCD)面板。掩模在光刻術中是公知的，并且包括諸如 二元掩模類型、交替型相移掩模類型、衰減型相移掩模類型和各種混合掩模類型之類的掩 模類型?？删幊谭瓷溏R陣列的示例采用小反射鏡的矩陣布置，每一個小反射鏡可以獨立地 傾斜，以便沿不同方向反射入射的輻射束。所述已傾斜的反射鏡將圖案賦予由所述反射鏡 矩陣反射的輻射束。這里使用的術語“投影系統(tǒng)”應該廣義地解釋為包括任意類型的投影系統(tǒng)，包括折 射型、反射型、反射折射型、磁性型、電磁型和靜電型光學系統(tǒng)、或其任意組合，如對于所使 用的曝光輻射所適合的、或對于諸如使用浸沒液或使用真空之類的其他因素所適合的?！巴?影系統(tǒng)”可以包括多種光學部件，例如上面有關照射系統(tǒng)所描述的那些。這里使用的術語 “投影透鏡”可以認為是與更上位的術語“投影系統(tǒng)”同義。如這里所示的，所述設備是透射型的(例如，采用透射式掩模)。替代地，所述設備 可以是反射型的(例如，采用如上所述類型的可編程反射鏡陣列，或采用反射式掩模)。光刻設備可以是具有兩個(雙臺)或更多襯底臺(和/或兩個或更多的掩模臺) 的類型。在這種“多臺”機器中，可以并行地使用附加的臺，或可以在一個或更多個臺上執(zhí) 行預備步驟的同時，將一個或更多個其它臺用于曝光。參照圖1，所述照射器IL接收從輻射源SO發(fā)出的輻射束。該源SO和所述光刻設 備可以是分立的實體(例如當該源為準分子激光器時)。在這種情況下，不會將該源SO看 成形成光刻設備的一部分，并且通過包括例如合適的定向反射鏡和/或擴束器的束傳遞系 統(tǒng)BD的幫助，將所述輻射束從所述源SO傳到所述照射器IL。在其它情況下，所述源SO可 以是所述光刻設備的組成部分(例如當所述源SO是汞燈時)。可以將所述源SO和所述照 射器IL、以及如果需要時設置的所述束傳遞系統(tǒng)BD —起稱作輻射系統(tǒng)。所述照射器IL可以包括用于調整所述輻射束的角強度分布的調整器AD。通常，可 以對所述照射器IL的光瞳平面中的強度分布的至少所述外部和/或內部徑向范圍(一般 分別稱為σ-外部和ο-內部)進行調整。此外，所述照射器IL可以包括各種其它部件， 例如積分器IN和聚光器CO?？梢詫⑺稣丈淦鱅L用于調節(jié)所述輻射束，以在其橫截面中 具有所需的均勻性和強度分布。所述輻射束B入射到保持在支撐結構(例如，掩模臺MT)上的所述圖案形成裝置 (例如，掩模MA)上，并且通過所述圖案形成裝置形成圖案。已經穿過掩模MA之后，所述輻 射束B通過投影系統(tǒng)PS，所述投影系統(tǒng)將輻射束聚焦到所述襯底W的目標部分C上。通過 第二定位裝置PW和位置傳感器IF(例如，干涉儀器件、線性編碼器或電容傳感器)的幫助， 可以精確地移動所述襯底臺WT，例如以便將不同的目標部分C定位于所述輻射束B的路徑 中。類似地，例如在從掩模庫的機械獲取之后，或在掃描期間，可以將所述第一定位裝置PM 和另一個位置傳感器(圖1中未明確示出)用于相對于所述輻射束B的路徑精確地定位掩 模MA。通常，可以通過形成所述第一定位裝置PM的一部分的長行程模塊(粗定位)和短行 程模塊(精定位)的幫助來實現掩模臺MT的移動。類似地，可以采用形成所述第二定位裝置PW的一部分的長行程模塊和短行程模塊來實現所述襯底臺WT的移動。在步進機的情況 下(與掃描器相反)，掩模臺MT可以僅與短行程致動器相連，或可以是固定的?？梢允褂醚?模對準標記Ml、M2和襯底對準標記Pl、P2來對準掩模MA和襯底W。盡管所示的襯底對準 標記占據了專用目標部分，但是它們可以位于目標部分C之間的空間(這些公知為劃線對 齊標記)中。類似地，在將多于一個的管芯設置在掩模MA上的情況下，所述掩模對準標記 可以位于所述管芯之間?？梢詫⑺镜脑O備用于以下模式中的至少一種中1.在步進模式中，在將掩模臺MT和襯底臺WT保持為基本靜止的同時，將賦予所 述輻射束的整個圖案一次投影到目標部分C上(即，單一的靜態(tài)曝光)。然后將所述襯底 臺WT沿X和/或Y方向移動，使得可以對不同目標部分C曝光。在步進模式中，曝光場的 最大尺寸限制了在單一的靜態(tài)曝光中成像的所述目標部分C的尺寸。2.在掃描模式中，在對掩模臺MT和襯底臺WT同步地進行掃描的同時，將賦予所 述輻射束B的圖案投影到目標部分C上(即，單一的動態(tài)曝光)。襯底臺WT相對于掩模臺 MT的速度和方向可以通過所述投影系統(tǒng)PS的(縮小)放大率和圖像反轉特征來確定。在 掃描模式中，曝光場的最大尺寸限制了單一動態(tài)曝光中所述目標部分C的寬度(沿非掃描 方向)，而所述掃描運動的長度確定了所述目標部分C的高度(沿所述掃描方向)。3.在另一個模式中，將用于保持可編程掩模的掩模臺MT保持為基本靜止，并且在 對所述襯底臺WT進行移動或掃描的同時，將賦予所述輻射束的圖案投影到目標部分C上。 在這種模式中，通常采用脈沖輻射源，并且在所述襯底臺WT的每一次移動之后、或在掃描 期間的連續(xù)輻射脈沖之間，根據需要更新所述可編程圖案形成裝置。這種操作模式可易于 應用于利用可編程圖案形成裝置(例如，如上所述類型的可編程反射鏡陣列)的無掩模光 刻術中。也可以附加地或可選地采用上述使用模式的組合和/或變體或完全不同的使用 模式。圖2示出用于控制光刻設備內的光學部件的位置的傳統(tǒng)致動器系統(tǒng)。在圖2中， 致動器10控制例如在圖1中示出的光刻設備內的光學部件11的位置，并且致動器10可以 配置成提供沿致動方向12產生位移的力。具體地，致動器10可以提供在致動器安裝所在 的參考框架13和光學部件11的安裝點Ila之間沿致動方向12的位移。在一個實施例中， 致動器10可以是壓電致動器。在圖2中，致動器10通過機械去耦機構14連接到安裝點11a。在一個實施例中， 機械去耦機構14可以是彎曲件，其布置成沿致動方向12具有相對高的剛度而沿其他方向 (例如圍繞垂直于致動方向12的軸線的旋轉方向)具有相對低的剛度。此外，機械去耦機構 可以布置成圍繞基本上相互垂直且都垂直于致動方向12的兩個軸線具有相對低的剛度。此外，在圖2中，位置傳感器15可以測量光學部件11相對于參考框架13的位移 和/或位置中的至少一個。圖2中的致動器系統(tǒng)包括用以定位光學部件11的單個致動器。然而，致動器系統(tǒng)， 例如在圖2中描述的，可以包括配置用以控制處于多個運動模式的光學部件11的位置的多 個致動器。例如，致動器系統(tǒng)可以包括三個致動器，配置成控制光學部件11的旋轉移動。圖3a和3b示意地表示了在圖2中示出的傳統(tǒng)的致動器系統(tǒng)。在圖3a和3b中，光學部件11的質量用Hi1表示。在圖3a中，致動器系統(tǒng)可以看成具有剛度C1的產生串聯位 移XP1的位移致動器。替換地，如圖3b所示，致動器系統(tǒng)可以看成在等于C1Xp1的平行力F1 作用下具有剛度Cl。本領域技術人員將會認識到，在圖3a和3b中示出的示意模型是等同 的。 此外，在圖3a和3b中示出的系統(tǒng)的共振頻率可以由下式確定對于低頻率，即那些低于共振頻率的頻率，具有質量Hi1的光學部件11的位移大約 等于XPl。對于較高的頻率，即高于共振頻率的頻率，質量Hl1被去耦，并且C1可以被看成不 存在。在這種實施方式中，Hl1的位移變成與頻率的平方成反比。圖4是用于圖3a和3b中的傳統(tǒng)致動器系統(tǒng)的伯德曲線，其中質量Hi1是10kg，剛 度C1為100N/μ m。如圖4所示，致動器系統(tǒng)的共振頻率接近500Hz。圖5示意地表示根據本發(fā)明的一個實施例的用于控制光刻設備內的光學部件的 位置的致動器系統(tǒng)。在圖5中，提供參考質量Hl2并使用具有剛度C2并提供位移XP2的第二 致動器連接到質量為Hl1的光學部件。如圖5所示，參考質量m2可以是自由質量，即僅連接到第二致動器的質量。因此， 參考質量叫可以不要求機械去耦機構。此外，參考質量叫可以顯著小于光學部件的質量mi。 然而，正如下面描述的，通過第二致動器的適當的驅動，控制光學部件位置的第一致動器10 的有效剛度可以提高。對于低于系統(tǒng)的任何共振頻率的頻率，質量Hi1的光學部件的位移保持大致等于 XP1O位移Xp2不影響質量Hl1的光學部件的位置。圖6是在第一致動器Xp1致動時圖5中的系統(tǒng)的響應的伯德曲線。在圖6的實施 例中，光學部件11的質量Hi1保持為10kg，剛度C1為100N/μ m，參考質量的質量m2為1kg， 剛度C2為20N/ μ m。如圖6所示，圖3a和3b中示出的系統(tǒng)由于附加的參考質量m2的質量，使得原始 共振頻率500Hz下降為460Hz。此外，將剛度C2和參考質量m2組合的結果是額外的共振頻 率被引入在770Hz。在一個實施例中，與參考質量m2相關的致動器被控制成使得位移Xp2被致動成與 吼成比例。在這種實施例中，系統(tǒng)的最低共振頻率可以減小，由此提高了系統(tǒng)的有效剛度。為了實現對與參考質量!112相關的致動器的控制，必須計算下面的轉換X1 Mis)
ΜΜΙ^^Ρ a^B I H11I1- , IJt; Infill
m(2)
xPi Οψ) (3)其中，X1是質量Hl1的位置。等式⑵和(3)中，X1隨Xp1和Xp2的響應由相同的分 母多項式D(S)決定，但是分子多項式Nl (s)和N2(s)不同。函數D (s)包含兩組復極(complex pole)。在圖6的實施例中，一組復極對應共振頻率460Hz，同時另一組對應770Hz的共振頻率。當計算函數D (s)，選擇具有最小頻率的一 組復極，并且在上面的例子中，所選擇的組將對應于460Hz共振頻率。一旦選擇了函數D(s) 的復極，計算增益k使得在m(s)+kN2(s)中的零點與前面從D(s)中選擇的組匹配。在一 個實施例中，k僅是增益，但是更通常地，k可以是傳遞函數(transfer function) k (s)。在一個實施例中，增益k是用于確定Xp2的致動的比例因子，并且可以找到k使得 兩個本征頻率中的最低頻率被零相消(cancelled)。因此，如果xp2被控制成與xPl以因子 k成比例，則來自到致動動作X1的控制信號的傳遞函數不再顯示最低的共振頻率，因為其被 零相消。如圖7所示，由Xp1到X1和Xp2到X1的傳遞或變換的伯德曲線可以得出替換的解 釋。對于低頻率，X1與XP1 —起移動，因此存在比值1，這在伯德曲線中導致平的OdB-線，如 圖中實心線所示。另一方面，XP2對X1僅具有極小的影響，這導致極低的隨頻率二次方地升 高(“+2斜率”)的增益，如虛線所示。兩個變換或傳遞具有完全相同的共振峰值，但是值 不同。同樣，對低頻率和在第一共振頻率及以上的頻率，兩個傳遞函數的相恰恰差180度。 因此，如果在第一共振處兩個傳遞函數的峰值的大小相同，兩個傳遞函數相加導致第一共 振恰好相消。在這個實施例中，因子k恰好是需要用來使得從XP2到X1的傳遞函數中的峰 值大小等于從XP1到X1的傳遞函數中的峰值的增益。換句話說，在第一共振頻率處，k*xp2 和XP1導致X1的相同的共振值，但是具有相反的符號，因此彼此抵消。這種方案的應用在圖8中示出。受控機構具有兩個輸入XP1和XP2和一個輸出Xl。 輸出由控制器控制?？刂破鞯妮敵霰话l(fā)送到致動器XP1,并且在乘以k之后，還發(fā)送到Xp2。 控制器必須控制的傳遞函數具有高頻共振峰值，實現較大的控制器帶寬，因而更好地追隨 控制器設定點。從這些分析，k可以采取下面的形式(4)在上述的實施例中，k等于6. 7417。因此，第二致動器以與第一致動器相同的符號 驅動，但是XP2的振幅比XP1大6. 7417倍。在一個實施例中，致動器被控制成提供規(guī)定的位 移。依賴于所使用的致動器的性質，提供給致動器的控制信號可以對應于將要被每個致動 器提供的實際位移，或可以對應于將由每個致動器提供的力、以便提供所需的位移。圖9示出該系統(tǒng)被驅動成使得由第二致動器提供的位移與由第一致動器提供的 位移成k倍時的伯德曲線。如圖所示，僅有的保留的共振頻率是新引入的共振頻率，即 770Hz共振頻率，其由設置第二致動器和參考質量而被引入。然而，因為參考質量m2可能是 小，并且可能不存在去耦機構影響剛度c2，這個新的頻率可以顯著地高于原始頻率，由此提 高系統(tǒng)的有效剛度。圖10示出根據本發(fā)明的一個實施例的用于控制光刻設備的光學部件的位置的致 動器系統(tǒng)。與圖2中的系統(tǒng)類似，提供致動器20以相對于參考框架23控制光學部件21在 致動方向22上的位置。機械去耦機構24設置在致動器20和其所連接的光學部件21的安裝點21a之間。在一個實施例中，致動器20可以是壓電致動器。此外，第二致動器26將參考質量27連接到光學部件的安裝點21a。在一實施例 中，第二致動器26可以是壓電致動器。致動系統(tǒng)還包括控制器30，布置用以分別提供控制 信號給第一和第二致動器20和26，以便提供所需的致動力以提供所需的位移。具體地，控 制器30可以配置成驅動第二致動器26，使得光學部件21的安裝點21a和參考質量27之 間設置的位移與光學部件21的安裝點21a和參考框架23之間通過第一致動器20提供的 位移成比例。尤其地，由第一和第二致動器20和26提供的位移的比例常數可以使用等式 (4)中提供的公式來確定，如對于具體的致動器系統(tǒng)所規(guī)定的。位置傳感器25可以設置用以測量光學部件相對于參考框架23a連接位置傳感器 的部分的位移和/或位置。在一個實施例中，并且如圖10所示，位置傳感器25可以安裝到 相同的安裝第一致動器20的參考框架23。替換地，例如位置傳感器可以安裝到與安裝第一 致動器20的參考框架不同的分離的參考框架，以便減小安裝第一致動器20的參考框架中 引入的任何震動的影響。在圖10的實施例中，第一致動器20直接安裝到參考框架23并且通過機械去耦機 構24連接到光學部件21。然而，在附加的實施例中，這些部件各自連接的次序可以相反。 例如，機械去耦機構24可以安裝到參考框架23，而致動器可以安裝在機械去耦機構24和光 學部件21之間。在圖10中，安裝點21a是光學部件21的一部分。然而，在附加的實施例中，安裝 點21a可以是分離的部件，包括但不限于光學部件21的其他部件可以安裝至所述部件。替 換地，安裝點可以是機械去耦機構24的一部分。此外，第二致動器26可以安裝到光學部件 21的分離的安裝點處。此外，如圖10所示，第二致動器26在參考質量27和光學部件21的安裝點2Ia之 間沿平行于第一致動器20的致動方向22的方向提供位移。在附加的實施例中，第一和第 二致動器20和26不需要沿相同的方向操作，并且依賴于系統(tǒng)的構造，第一和第二致動器20 和26可以沿相互相反的方向操作。在這樣的實施方式中，比例常數k可以是負的。在圖10中，致動器20控制光學部件21的位置，并且第二致動器26用于改善致動 器系統(tǒng)的表觀的剛度。然而，在附加的實施例中，在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的條件下， 諸如光學部件21等光學部件可以通過具有多個致動器的致動器系統(tǒng)控制。在這樣的實施 例中，可以在多個自由度上控制光學部件的位置。例如，光學部件21可以由具有三個分別對應于第一致動器20的致動器的致動器 系統(tǒng)控制。在這樣的情況下，用于控制光學部件21的位置的致動器的每一個可以以與第二 致動器26和參考質量27相對應的方式設置有致動器和參考質量，以便提高致動器系統(tǒng)的 表觀剛度。以本發(fā)明的方式提高致動器系統(tǒng)的表觀剛度的優(yōu)點是可以想到的。例如，將致動 器系統(tǒng)的剛度提高兩倍可以將跟隨性能(tracking performance)提高相同的量，即光學部 件的移動與想要的移動的對應關系。這可以顯著地提高圖案化輻射束投影到襯底上的重疊 精確度。雖然已經描述了本發(fā)明的致動器系統(tǒng)用于控制光刻設備中的光學元件(例如照 射系統(tǒng)或投影系統(tǒng)的光學元件)的位置，但是應該認識到，本發(fā)明的致動器系統(tǒng)可以用于控制光學設備的任何部件相對于光刻設備中的其他部件的位置。雖然本申請詳述了光刻設備在制造ICs中的應用，應該理解到，這里描述的光刻 設備可以有制造具有微米尺度、甚至納米尺度的特征的部件的其他應用，例如制造集成光 學系統(tǒng)、磁疇存儲器的引導和檢測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCDs)、薄膜磁頭等。本領 域技術人員應該看到，在這種替代應用的情況中，可以將其中使用的任意術語“晶片”或“管 芯”分別認為是與更上位的術語“襯底”或“目標部分”同義。這里所指的襯底可以在曝光 之前或之后進行處理，例如在軌道(一種典型地將抗蝕劑層涂到襯底上，并且對已曝光的 抗蝕劑進行顯影的工具)、量測工具和/或檢驗工具中。在可應用的情況下，可以將這里公 開內容應用于這種和其他襯底處理工具中。另外，所述襯底可以處理一次以上，例如為產生 多層IC，使得這里使用的所述術語“襯底”也可以表示已經包含多個已處理層的襯底。這里使用的術語“輻射”和“束”包含全部類型的電磁輻射，包括紫外輻射(UV) (例如具有或約為365、248、193、157或126nm的波長)或極紫外輻射。在允許的情況下術語“透鏡”可以表示不同類型的光學部件中的任何一種或其組 合，包括折射式的和反射式的光學部件。盡管以上已經描述了本發(fā)明的具體實施例，但應該認識到，本發(fā)明可以以與上述 不同的方式來實現。例如，本發(fā)明可以采用包含用于描述一種如上面公開的方法的一個或 更多個機器可讀指令序列的計算機程序的形式，或具有存儲其中的所述計算機程序的數據 存儲介質(例如半導體存儲器、磁盤或光盤)的形式。此外，機器可讀的指令可以嵌入到兩 個或更多個計算機程序。所述兩個或更多個計算機程序可以存儲在至少一個不同的存儲器 和/或數據存儲媒介中。上述控制器可以具有任何合適的用于接收、處理以及發(fā)送信號的配置。例如，每個 控制器可以包括一個或更多個用于執(zhí)行計算機程序的處理器，計算機程序包括用于上述方 法的機器可讀指令?？刂破鬟€可以包括用于存儲這種計算機程序的數據存儲介質，和/或 用以接收這種介質的硬件。這些實施例可以應用于任何浸沒光刻設備，并且示例的設備可以包括但不限于上 面提到的類型。本發(fā)明的一個或更多個實施例可以應用于任何浸沒式光刻設備，其中浸沒液體以 浴器形式提供、被限制到襯底的局部表面區(qū)域或者是非限制的。在非限制布置中，浸沒液體 可以流過襯底和/或襯底臺的表面，使得基本上襯底和/或襯底臺的整個未覆蓋表面被浸 濕。在這種非限制的浸沒系統(tǒng)中，液體供給系統(tǒng)可以不限制浸沒液體或其可以提供一定比 例的浸沒液體限制，但是基本上不是完全的浸沒液體限制。這里所述的液體供給系統(tǒng)應該廣義地解釋。在特定的實施例中，其可以是提供液 體到投影系統(tǒng)和襯底和/或襯底臺之間的空間的一種機構或結構的組合。這種液體供給系 統(tǒng)可以包括一個或更多個結構、一個或更多個液體入口、一個或更多個氣體入口，一個或更 多個氣體出口和/或提供液體到空間的一個或多個液體出口的組合。在一個實施例中，所 述空間的表面是襯底和/或襯底臺的一部分，或者所述空間的表面完全覆蓋襯底和/或襯 底臺的表面，或者所述空間包圍襯底和/或襯底臺。液體供給系統(tǒng)可以任意地進一步包括 一個或更多個元件，用以控制液體的位置、數量、品質、形狀、流量或其他任何特征。用于所述設備中的浸沒液體根據所需的性能和所使用的曝光輻射的波長具有不同的成分。對于193nm曝光波長來說，可以使用超純水或基于水的合成物，并且基于這個 原因，浸沒液體有時被稱為水，并且與水相關的術語，例如親水、疏水、濕度等可以使用，但 是它們應該被廣義地理解。本發(fā)明希望這些術語還能夠覆蓋其他可以使用的高折射率的液 體，例如含氟的烴或碳氫化合物。結論雖然上面描述了本發(fā)明的多個實施例，但是應該理解，上面描述的內容是例證性 的，而不是限定的。因而，應該認識到，本領域的技術人員在不脫離以下所述權利要求的范 圍的情況下，可以對上述本發(fā)明進行更改。因而，本發(fā)明的寬度和范圍應該不受到上面所述 示例性的實施例的任一個的限制，而應該由權利要求及等價物限定。應該知道，是具體實施方式
而不是發(fā)明內容和摘要部分用來說明和解釋權利要 求。發(fā)明內容和摘要部分可以給出一個或更多個、但不是本發(fā)明想要說明的本發(fā)明的全部 示例性實施例，因而不能限制本發(fā)明和未決的權利要求。
權利要求
一種用于控制光刻設備內的第一部件相對于光刻設備內的第二部件的位置的致動器系統(tǒng)，包括第一致動器，配置成提供第一部件的安裝點和第二部件之間、沿平行于致動方向的方向的位移，以便控制第一部件相對于第二部件的位置；和第二致動器，配置成在與第二致動器相關的參考質量和光刻設備的第一部件的安裝點之間提供位移，其中由第二致動器提供的位移的方向平行于由第一致動器提供的位移。
2.如權利要求1所述的系統(tǒng)，還包括控制系統(tǒng)，配置成提供控制信號給第一和第二致動器，使得由第二致動器提供的位移 與由第一致動器提供的位移成比例。
3.如權利要求1或2所述的系統(tǒng)，其中與第二致動器相關的參考質量連接到第二致動ο
4.如權利要求1、2或3所述的系統(tǒng)，還包括去耦機構，配置成將第一致動器連接到第一部件的安裝點，其中去耦機構配置成使得第一致動器到第一部件的安裝點的連接在平行于致動方向 的方向上具有相對高的剛度并且在至少一個其他方向上具有相對低的剛度。
5.如權利要求4所述的系統(tǒng)，其中去耦機構在圍繞平行于所述致動方向的軸線的旋轉 方向、圍繞垂直于所述致動方向的第一軸線的旋轉方向以及圍繞垂直于所述致動方向和所 述第一軸線的第二軸線的旋轉方向中的至少一個方向上具有相對低的剛度。
6.如權利要求1到5中任一項所述的系統(tǒng)，還包括去耦機構，配置成將第一致動器連接到光刻設備的第二部件，其中去耦機構配置成使得第一致動器到光刻設備的第二部件的連接在平行于所述致 動方向的方向上具有相對高的剛度并且在至少一個其他方向上具有相對低的剛度。
7.如權利要求6所述的系統(tǒng)，其中去耦機構在圍繞平行于所述致動方向的軸線的旋轉 方向、圍繞垂直于所述致動方向的第一軸線的旋轉方向以及圍繞垂直于所述致動方向和所 述第一軸線的第二軸線的旋轉方向中的至少一個方向上具有相對低的剛度。
8.如權利要求2到7中任一項所述的系統(tǒng)，其中控制系統(tǒng)提供控制信號給第一和第二 致動器，使得由第二致動器提供的位移是由第一致動器提供的位移的k倍，和其中其中，Hl1是第一部件的質量； Hl2是參考質量的質量；C1是第一部件和第一致動器之間的連接的剛度；和 C2是參考質量和第一部件之間的連接的剛度。
9. 一種光刻設備，包括 照射系統(tǒng)，配置成調節(jié)輻射束；投影系統(tǒng)，配置成將圖案化的輻射束投影到襯底的目標部分上；和致動器系統(tǒng)，配置成控制光刻設備內的第一部件相對于光刻設備內的第二部件的位 置，其中所述致動器系統(tǒng)包括第一致動器，配置成提供第一部件的安裝點和第二部件之間、沿平行于致動方向的方 向的位移，以便控制第一部件相對于第二部件的位置；和第二致動器，配置成在與第二致動器相關的參考質量和光刻設備的第一部件的安裝點 之間提供位移，其中由第二致動器提供的位移的方向平行于由第一致動器提供的位移。
10.如權利要求9所述的光刻設備，還包括多個致動器系統(tǒng)，分別配置成控制第一部件相對于第二部件的位置， 其中所述多個致動器系統(tǒng)中的每一個配置成施加力給第一部件的各個安裝點并且使 得多個致動器系統(tǒng)控制第一部件的位置。
11.如權利要求9或10所述的光刻設備，其中光刻設備的第二部件是參考框架。
12.如權利要求11所述的光刻設備，還包括位置傳感器，配置用以測量第一部件相對 于參考框架的位置和位移的至少一個。
13.如權利要求11或12所述的光刻設備，還包括 第二參考框架；和位置傳感器，配置成測量第一部件相對于第二參考框架的位置和位移的至少一個。
14.一種方法，包括步驟(i)通過在第一部件的安裝點和第二部件之間施加第一位移來控制第一部件相對于光 刻系統(tǒng)的第二部件的位置；和( )在第一部件的安裝點和參考質量之間施加第二位移，第二位移的方向平行于第一 位移的方向。
15.一種器件制造方法，包括步驟用圖案形成裝置圖案化來自照射系統(tǒng)的輻射束； 使用投影系統(tǒng)將圖案化的輻射束投影到襯底上；和控制第一部件相對于第二部件的位置，第一部件是照射系統(tǒng)、圖案形成裝置和投影系 統(tǒng)中的一個，第二部件是照射系統(tǒng)、圖案形成裝置和投影系統(tǒng)中的一個，其中控制步驟包 括，通過在第一部件的安裝點和第二部件之間施加第一位移來控制第一部件相對于第二 部件的位置；和在第一部件的安裝點和參考質量之間施加第二位移，第二位移的方向平行于第一位移 的方向。
全文摘要
公開一種致動器系統(tǒng)，其具有第一致動器(XP1)和第二致動器(XP2)，配置成控制光刻設備的光學部件的相對位置。第一致動器(XP1)配置成提供光刻設備的第一部件的安裝點和光刻設備的第二部件之間、平行于致動方向的位移。第二致動器(XP2)配置成在與第二致動器(XP2)相關的參考質量(M1)和光刻設備的第一部件的安裝點之間提供平行于致動方向的位移。第二致動器(XP2)可以被驅動成使得第二致動器(XP2)與參考質量(M1)之間的位移提高第一致動器(XP1)的表觀剛度。
文檔編號G03F7/20GK101971101SQ200980109155
公開日2011年2月9日 申請日期2009年3月9日 優(yōu)先權日2008年3月18日
發(fā)明者H·巴特勒 申請人:Asml荷蘭有限公司