光刻設備、用于光刻設備和方法中的定位系統的制作方法
【專利說明】光刻設備、用于光刻設備和方法中的定位系統
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2013年7月2日遞交的美國臨時申請61/842，180的權益，并且其通過引用全文并入本文。
技術領域
[0003]本發明涉及一種光刻設備、用于光刻設備的定位系統和用于限制光刻設備中的反作用體的運動幅度的方法。
【背景技術】
[0004]光刻設備是一種可用于集成電路(ICs)的制造中的設備。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將要在所述1C的單層上形成的電路圖案。這種圖案可以利用輻射束通過投影系統被轉移到襯底(例如硅晶片)上的目標部分上。通常地，圖案轉移是通過成像到設置在襯底上的輻射敏感材料層上來實現。通常地，單個襯底將包含被連續圖案化的相鄰的目標部分的網絡。已知的光刻設備包括所謂的步進機，在步進機中通過將整個圖案一次曝光到目標部分上來照射每個目標部分。已知的光刻設備還包括所謂的掃描機，在掃描機中通過沿給定方向用輻射束掃描圖案、同時沿與該方向平行或反向平行的方向掃描圖案，而照射每個目標部分。
[0005]已知的光刻設備的投影系統具有光學元件以轉移和成形輻射束。在光刻設備的使用過程中，輻射束可能加熱投影系統的一部分，這可能導致光學元件中的一些光學元件漂移或變形。該漂移或變形可能導致降低投影到襯底上的圖案的品質的輻射束的像差。為了補償該漂移或變形，可以調整這些光學元件中的一些光學元件的位置或定向。
[0006]在已知的光刻設備中，例如US2012/0138401 A1 (在此通過引用引入本文中)中描述的，投影系統具有光學元件、內環、圍繞內環的外環以及致動器系統。光學系統與內環剛性連接。致動器系統位于內環和外環之間以使光學元件相對于外環移位或變形。為了阻止光學元件振動，在內環上設置多個質量阻尼器。每個質量阻尼器具有阻尼塊，阻尼塊通過彈簧阻尼元件與內環連接。阻尼塊和彈簧阻尼元件的組合形成具有固有頻率的動力系統。
【發明內容】
[0007]可以改善已知的光刻設備。當質量阻尼器吸收光學元件的振動的能量時，該質量阻尼器將在固有頻率下在本征模式下開始振動。當質量阻尼器吸收更多能量時，質量阻尼器的運動幅度將增大。由于光刻設備中的體積限制，質量阻尼器可能撞擊光刻設備的一部分，例如末端阻擋件。撞擊該部分導致光刻設備振動，降低了襯底上所投影的圖案的品質。
[0008]在本發明的實施例中，提供了一種光刻設備，其提供對襯底上所投影的圖案的品質的改善。
[0009]在本發明的第一方面中，提供了一種光刻設備，具有參考體和定位系統。所述定位系統包括主體；反作用體；致動器；以及控制器。主體能夠在第一方向和第二方向上沿一路徑相對于參考體移動。第一方向與第二方向相反。反作用體能夠在第一方向和第二方向上沿另一個路徑相對于主體移動。反作用體與參考體以能夠移動的方式連接，以便能夠在第一方向和第二方向上相對于參考體移動。控制器被設置為給致動器提供第一信號和第二信號。致動器被設置在主體和反作用體之間，以便在第一信號的控制下使主體沿第一方向加速并使反作用體沿第二方向加速，并且以便在第二信號的控制下使主體沿第二方向加速并使反作用體沿第一方向加速。控制器被設置為在給致動器提供第一信號之后當反作用體沿所述另一個路徑在第二方向上移動時給致動器提供第二信號。
[0010]根據第一方面，在第一信號的控制下，致動器使反作用體沿第二方向加速。控制器等待直到反作用體沿第二方向移動才給致動器提供第二信號。當反作用體沿第二方向移動時，致動器在第二信號的控制下使反作用體沿第一方向加速。由于反作用體沿第二方向的移動與沿第一方向的加速相反，因此減小了反作用體的移動。減小的移動限制了反作用體的運動幅度(magnitude of an excurs1n)。結果，降低了反作用體撞擊光刻設備的任何部分的可能性。當反作用體不撞擊任何部分時，光刻設備經歷更小的振動，這導致投影到襯底上的圖案的品質的改善。
[0011]在光刻設備的第一實施例中，參考體和與參考體連接的反作用體形成具有本征模式的動態系統。本征模式以在沒有外部驅動力的情況下反作用體至少部分沿第一方向和第二方向相對于參考體的擺動移動為特征。本征模式具有對應的周期。控制器被設置為以第一信號和第二信號之間具有時長的方式提供第一信號和第二信號。該時長由對應的周期確定。
[0012]根據第一實施例，參考體和與參考體連接的反作用體的動態系統具有本征模式和對應的周期。對應的周期可以取決于參考體的質量、反作用體的質量和參考體和反作用體之間的連接的剛度。例如可以在使用光刻設備之前計算或測量該對應的周期。使用該對應的周期，控制器能夠確定在控制器給致動器提供第一信號之后何時反作用體沿第二方向移動。
[0013]在光刻設備的第二實施例中，反作用體包括反作用質量塊和柔性元件。柔性元件以能夠移動的方式將反作用質量塊與參考體連接。
[0014]根據第二實施例，對應的周期可被設定為匹配主體的期望設定點。該設定點確定何時主體沿第一和第二方向被加速。可以通過選定反作用質量塊的量和柔性元件的剛度和/或阻尼設定該對應的周期。
[0015]在光刻設備的第三實施例中，柔性元件是能夠調節的，以便選定對應的周期。
[0016]根據第三實施例，可以通過調整柔性元件更精確地設定該對應的周期。通過調整該柔性元件，可以改變該柔性元件的剛度或阻尼。
[0017]在光刻設備的第四實施例中，光刻設備包括用于將輻射束投影在襯底上的投影系統。該主體為投影系統的一部分。
[0018]根據第四實施例，投影系統具有由致動器致動的部分。所述部分可以包括光學元件或用于光學元件的安裝件。為了阻止由致動器導致的振動傳播通過光刻設備，設置反作用體以吸收至少部分振動能量。如上所解釋的，由于吸收的能量，反作用體將被振動。由于投影系統是復雜的系統，許多部件緊密地位于其中，用于反作用體振動的空間受到限制。在第一方面中，所述反作用體可被用于有限的空間內，而不會撞擊投影系統的任何部分。
[0019]在光刻設備的第五實施例中，定位系統包括用于給控制器提供傳感器信號的傳感器。該傳感器信號表示何時反作用體正在沿該另一個路徑在第二方向上移動。
[0020]根據第五實施例，諸如光學傳感器或電容傳感器等傳感器感測反作用體的移動。傳感器感測何時反作用體沿第二方向移動并且給控制器提供傳感器信號。使用該傳感器信號，該控制器能夠在反作用質量塊沿第二方向移動時提供第二信號。
[0021]在本發明的第二方面中，提供了一種用于上述光刻設備的定位系統。
[0022]在本發明的第三方面中，提供了一種用于限制光刻設備中的反作用體的運動幅度的方法。光刻設備包括參考體、主體和反作用體。主體能夠在第一方向和第二方向上沿一路徑相對于參考體移動。第一方向與第二方向相反。反作用體能夠在第一方向和第二方向上沿另一個路徑相對于主體移動。反作用體與參考體以能夠移動的方式連接，以便能夠在第一和第二方向上相對于參考體移動。所述方法包括在第一信號的控制下使主體沿第一方向加速并且使反作用體沿第二方向加速。所述方法還包括在第二信號的控制下使主體沿第二方向加速并且使反作用體沿第一方向加速。所述方法還包括在提供第一信號之后當反作用體沿所述另一個路徑在第二方向上移動時提供第二信號。
[0023]根據第三方面，在第一信號的控制下，反作用體沿第二方向加速。當反作用體沿第二方向移動時提供使反作用體沿第一方向加速的第二信號。由于反作用體沿第二方向的移動與沿第一方向的加速相反，因此減小了反作用體的移動。減小的移動限制了反作用體的運動幅度，并且有助于阻止反作用體撞擊光刻設備的任何部分。當反作用體不撞擊任何部分時，光刻設備經歷更小的振動，這導致投影到襯底上的圖案的品質的改善。
[0024]在一個實施例中，參考體和與參考體連接的反作用體形成具有本征模式的動態系統。本征模式以反作用體至少部分沿第一方向和第二方向相對于參考體的移動為特征。本征模式具有對應的周期。所述方法包括以第一信號和第二信號之間具有時長的方式提供第一信號和第二信號，其中該時長由對應的周期確定。
[0025]根據該實施例，參考體和與參考體連接的反作用體的動態系統具有本征模式和對應的周期。該對應的周期可以取決于參考體的質量、反作用體的質量和參考體和反作用體之間的連接的剛度。例如可以在使用光刻設備之前計算或測量該對應的周期。使用該對應的周期，可以在反作用體沿第二方向移動時提供第二信號。結果，投影到襯底上的圖案的品質得到改善，如在本發明的第一方面中所解釋的。
[0026]在一個實施例中，本方法還包括提供傳感器信號。該傳感器信號表示何時反作用體沿該另一個路徑在第二