光刻裝置、洛倫茲致動器、及器件制作方法

專利名稱：光刻裝置、洛倫茲致動器、及器件制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光刻裝置、洛倫茲致動器及相關(guān)器件制作方法。
背景技術(shù)：
光刻裝置可以用于例如集成電路(IC)的制作。在這種情況下，可以使用構(gòu)圖器件來產(chǎn)生與IC單個層相應(yīng)的預期電路圖形，該圖形可以被成像到涂敷了輻射敏感材料(光刻膠)層的襯底上的(硅晶片)目標區(qū)域(例如包括一個或多個芯片)。
通常，單個襯底包括連續(xù)曝光的相鄰目標區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)。已知的光刻裝置包括所謂的分步曝光機(stepper)，其中將整個圖形曝光到目標區(qū)域一次以輻射各個目標區(qū)域，以及所謂的掃描器(scanner)，其中通過投影束沿特定方向(“掃描”方向)掃描圖形，同時平行或反平行于這個方向同步掃描襯底，從而輻射各個目標區(qū)域。
上述類型的光刻裝置使用多個致動器來定位裝置的部件。這些致動器被應(yīng)用于定位襯底平臺、輻照系統(tǒng)的部件、照明系統(tǒng)的部件、或光刻裝置的任何其它部件。

發(fā)明內(nèi)容
EP-1 286 222及美國專利公開號2003/0052548描述了在光刻裝置中使用致動器的例子，其內(nèi)容在此引用作為參考。這些說明書描述了一種洛倫茲致動器，該致動器包括提供第一磁場的主磁鐵系統(tǒng)、提供第二磁場的輔助磁鐵系統(tǒng)、以及導電元件。主磁鐵系統(tǒng)和輔助磁鐵系統(tǒng)排列成Halbach結(jié)構(gòu)。輔助磁鐵系統(tǒng)磁鐵的磁化方向垂直于主磁鐵系統(tǒng)磁鐵的磁化方向。
這里所具體實施和廣泛描述的本發(fā)明的原理，提供了一種改進的洛倫茲致動器。在一個實施方案中，光刻裝置使用了這種致動器，該光刻裝置包括提供輻射束的照明系統(tǒng)，支撐構(gòu)圖器件的支持結(jié)構(gòu)，使得輻射束截面具有圖形的構(gòu)圖器件，支撐襯底的襯底支架，把圖形束投影到襯底目標區(qū)域的投影系統(tǒng)，以及在該裝置的第一和第二部件之間產(chǎn)生力的洛倫茲致動器。
洛倫茲致動器包括主磁鐵系統(tǒng)，該主磁鐵系統(tǒng)被附著到裝置的所述第一部件以提供第一磁場；輔助磁鐵系統(tǒng)，該輔助磁鐵系統(tǒng)被附著到裝置的所述第一部件以提供第二磁場，主磁鐵系統(tǒng)和輔助磁鐵系統(tǒng)排列成Halbach結(jié)構(gòu)；以及附著到裝置的所述第二部件的導電元件。排列該導電元件。通過該導電元件流過的電流和第一磁場及第二磁場的合成磁場相互作用而產(chǎn)生力，導電元件的至少一部分位于分別包括主磁鐵系統(tǒng)和輔助磁鐵系統(tǒng)一部分的第一和第二磁鐵系統(tǒng)部件之間，其中洛倫茲致動器進一步包括基本上在第一和第二磁鐵系統(tǒng)部件外側(cè)之間延伸的磁性元件，該磁性元件把第二磁場的一部分從第一和第二磁鐵系統(tǒng)部件之一引導到第一和第二磁鐵系統(tǒng)部件中的另一個部件。
可以在美國專利公開號2003/0052548及EP 1286222中找到關(guān)于Halbach結(jié)構(gòu)的描述。該磁性元件包括透磁材料或包括永久磁鐵的材料。位于第一和第二磁鐵系統(tǒng)部件一側(cè)的磁性元件在這些部件之間延伸，以引導第一和第二磁鐵系統(tǒng)部件之間的第二磁場(即由輔助磁鐵系統(tǒng)產(chǎn)生的磁場)的一部分。定位該磁性元件，使其工作時把第二磁場的一部分從第一和第二磁鐵系統(tǒng)部件之一引導至第一和第二磁鐵系統(tǒng)部件的另一個部件。該磁性元件有效地使第二磁場的一部分短路。增加磁性元件的結(jié)果是，由于輔助磁鐵系統(tǒng)得到更好的使用，從而提高了致動器的效率。由于該磁性元件，在導電元件處的場增強時，效率提高。
致動器效率的增加可以用致動器陡度(steepness)的增加來表述(可表述為Fx2/Pdiss，其中Fx為致動器產(chǎn)生的力，而Pdiss為致動器的耗散)。由于陡度增大，可以把致動器設(shè)計的更小，使磁鐵系統(tǒng)更小并因此減小致動器質(zhì)量。否則，也可以在保持致動器尺寸的同時提高致動器所產(chǎn)生的力，從而增大致動器的加速度而不增加耗散。
應(yīng)當理解的是，通過增加磁性元件例如包括鐵磁材料可以增加致動器的磁阻力。然而，在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，導電元件和磁性元件之間的間距足夠大，使得洛倫茲致動器的磁阻力小于洛倫茲致動器最大洛倫茲力的1％。因此，磁阻力這么小，使得這些非線性力的影響甚小，其中第一和第二部件相互顯示時，這些非線性力會發(fā)生變化。作為另一個正面效應(yīng)，已經(jīng)觀察到，該磁性元件使致動器的雜散場減少。另一個優(yōu)點則為，特別是當在第一和第二磁鐵系統(tǒng)部件之間創(chuàng)建一個機械連接時，由于磁性元件的存在，增大了致動器的結(jié)構(gòu)剛度。盡管本說明書中稱為第一和第二磁場，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解的是，這些磁場會一起形成一個總的有效磁場。
在一個有利的，有效的，且易于實施的實施方案中，磁性元件包括諸如鐵的高度透磁材料，即相對磁導率大于1的材料。磁性元件優(yōu)選地在輔助磁鐵系統(tǒng)所包括的相互對立的輔助磁鐵之間延伸，該相互對立的輔助磁鐵的極性基本上是反平行的。因此，以有效的方式在相互對立輔助磁鐵的磁場之間提供短路。
有利地，磁性元件在相互對立的輔助磁鐵兩側(cè)之間延伸，該輔助磁鐵面向主磁鐵系統(tǒng)的相鄰主磁鐵，因此提供了相互對立輔助磁鐵和磁性元件之間磁場的有效耦合。
此外，在另一個有利的實施方案中，磁性元件包括永久磁鐵(硬磁材料)，該永久磁鐵的極性方向為從第一和第二磁鐵系統(tǒng)部件之一指向第一和第二磁鐵系統(tǒng)部件的另一個部件。其中的一個優(yōu)點為，可以增加更大的(產(chǎn)生第二磁場的)磁性體積，這進一步通過提高導電元件處的場提高了致動器的效率。有利地，磁性元件在包括高度透磁材料(例如鐵)的各部件之間延伸，該高度透磁材料與第一和第二磁鐵系統(tǒng)部件的主磁鐵相鄰。
本發(fā)明進一步包括在第一和第二可移動部件之間產(chǎn)生力的洛倫茲致動器，該洛倫茲致動器包括主磁鐵系統(tǒng)，該主磁鐵系統(tǒng)被附著到所述第一部分以提供第一磁場；輔助磁鐵系統(tǒng)，該輔助磁鐵系統(tǒng)被附著到所述第一部分以提供第二磁場。主磁鐵系統(tǒng)和輔助磁鐵系統(tǒng)排列成Halbach結(jié)構(gòu)，導電元件附著到所述第二部分，并且排列該導電元件，以便通過該導電元件所流過的電流和第一磁場及第二磁場的合成磁場相互作用而產(chǎn)生所述力，導電元件的至少一部分位于第一和第二磁鐵系統(tǒng)部件之間。
這些部件分別包括主磁鐵系統(tǒng)和輔助磁鐵系統(tǒng)的一部分，其中洛倫茲致動器進一步包括基本上在第一和第二磁鐵系統(tǒng)部件外側(cè)之間延伸的磁性元件，該磁性元件用于把第二磁場的一部分從第一和第二磁鐵系統(tǒng)部件之一引導到第一和第二磁鐵系統(tǒng)部件的另一個部件。
另外，本發(fā)明包括一種器件制作方法，該方法包括提供一個襯底；使用照明系統(tǒng)提供一個輻射束；使用構(gòu)圖工具使投影束在其截面部分具有圖形；把輻射圖形束投影到所述襯底的目標區(qū)域，以及通過提供排列成Halbach結(jié)構(gòu)的第一磁場和第二磁場以產(chǎn)生力使射束和襯底相對位移。
該方法進一步包括通過附著到裝置的所述第二部分的導電元件引導電流，從而通過該導電元件所流過的電流和第一磁場及第二磁場的合成磁場相互作用而產(chǎn)生所述力，把第二磁場的一部分從第一和第二磁鐵系統(tǒng)部件之一引導到第一和第二磁鐵系統(tǒng)部件的另一個部件。
采用根據(jù)本發(fā)明的洛倫茲致動器以及根據(jù)本發(fā)明的器件制作方法，可以獲得采用根據(jù)本發(fā)明的光刻裝置而得到的相同或類似的效果和優(yōu)點。
盡管在本說明書中具體地參考在IC制作中使用的光刻裝置，但應(yīng)該了解到，這里描述的光刻裝置可以具有其它應(yīng)用，例如集成光學系統(tǒng)、用于磁疇存儲器的引導和探測圖形、液晶顯示(LCD)、薄膜磁頭等的制作。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解的是，在這些備選應(yīng)用的情況中，使用術(shù)語“晶片”或“芯片”可以分別看作與更普通的術(shù)語“襯底”或“目標區(qū)域”同義。
這里所指的襯底在曝光之前或曝光之后可以在例如涂膠顯影(通常把光刻膠層應(yīng)用到襯底上并對曝光后光刻膠進行顯影的一種工具)或一個測量或檢查工具內(nèi)進行處理。在本發(fā)明可應(yīng)用的場合中，本說明書內(nèi)容可應(yīng)用于這些以及其它襯底處理工具。此外，可以不止一次地處理襯底，例如，為了創(chuàng)建一個多層IC，這里使用的襯底也可指包括多個已處理過的層的襯底。
這里使用的術(shù)語“輻射”及“射束”包括所有類型的電磁輻射，包括紫外(UV)輻射(例如，波長為365、248、193、157、或126nm)與超紫外(EUV)輻射(例如，波長范圍為5至20nm)，以及例如離子束或電子束的粒子束。
這里使用的術(shù)語“構(gòu)圖器件”應(yīng)廣泛地理解成是指，使得投影束截面具有一個圖形以在襯底目標區(qū)域創(chuàng)建圖形的工具。應(yīng)該注意的是，作用到投影束的圖形可能不會與襯底目標區(qū)域的預期圖形精確對應(yīng)。通常，作用到投影束的圖形對應(yīng)于諸如集成電路的器件內(nèi)、在目標區(qū)域創(chuàng)建的特定功能層。
構(gòu)圖器件可以是透射的或是反射的。構(gòu)圖器件的例子包括掩模、可編程反射鏡陣列、及可編程LCD面板。在光刻中掩模是眾所周知的，它包括諸如二進制交變相移、衰減相移、以及各種混合掩模類型。一個可編程反射鏡陣列的例子采用小型反射鏡的矩陣排列，可分別傾斜各個反射鏡，從而把入射輻射束反射到不同方向；按照這種方式，可以對反射束定形。在構(gòu)圖器件的各個例子中，支持結(jié)構(gòu)可以是例如可根據(jù)要求固定或移動的框架或平臺，該框架和平臺可以保證構(gòu)圖器件例如相對投影系統(tǒng)位于預期位置?？梢哉J為，這里使用的術(shù)語“光刻版”或“掩模”與更為普通的術(shù)語“構(gòu)圖器件”同義。
這里使用的術(shù)語“投影系統(tǒng)”應(yīng)廣泛地理解成包括各種類型的投影系統(tǒng)，包括適合于例如采用曝光輻射、其它使用浸漬液體或使用真空的折射光學系統(tǒng)、反射光學系統(tǒng)、以及反射折射光學系統(tǒng)?？梢哉J為，這里使用的術(shù)語“透鏡”與更為普通的術(shù)語“投影系統(tǒng)”同義。
照明系統(tǒng)也可包括各種類型的光學元件，包括用于導向、定形、或控制輻射投影束的折射、反射、及反射折射光學元件，下文中共同地或個別地將該元件稱為“透鏡”。
光刻裝置可以為兩個襯底平臺(雙工作臺)類型或更多個襯底平臺類型(和/或兩個掩模平臺類型或更多個掩模平臺類型)。在這些“多工作臺”機器中，可以并行地使用附加的平臺，當一個或多個平臺用于曝光時，可以在其它一個或多個平臺上進行準備步驟。
光刻裝置也可以是這樣的類型其中襯底浸沒在具有相對較高的折射率例如水的液體中，以填充投影系統(tǒng)的最終元件與襯底的間隙。浸漬液體也可用于光刻裝置中的其它間隙，例如掩模與投影系統(tǒng)第一元件的間隙。在本領(lǐng)域中，用于提高投影系統(tǒng)數(shù)值孔徑的浸漬方法是眾所周知的。


現(xiàn)在將僅通過示例的方式，參考附圖來描述本發(fā)明的實施方案，其中相同的參考符號表示相同的部件，其中圖1描述了可以實施本發(fā)明的光刻裝置。
圖2描述了根據(jù)本發(fā)明的洛倫茲致動器的截面視圖。
圖3a和3b分別描述了根據(jù)本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)的洛倫茲致動器以及根據(jù)本發(fā)明的洛倫茲致動器截面的磁場磁力線。
圖4描述了根據(jù)本發(fā)明的洛倫茲致動器的備選實施方案的截面視圖。
具體實施例方式
光刻裝置圖1示意性地描述了根據(jù)本發(fā)明的一個特定實施方案的光刻裝置100。該裝置包括照明系統(tǒng)(照明器)IL用于提供輻射(例如UV或EUV輻射)投影束PB；第一支持結(jié)構(gòu)(例如掩模平臺/支架)MT用于支持構(gòu)圖器件(例如掩模)MA，并被連接到第一定位工具PM以精確地定位構(gòu)圖器件相對元件PL的位置；襯底平臺(例如晶片平臺/支架)WT用于支持襯底(例如涂敷了光刻膠的晶片)W，并被連接到第二定位工具PW以精確地定位襯底相對元件PL的位置；以及投影系統(tǒng)(例如反射投影透鏡)PL用于把由構(gòu)圖器件MA作用到投影束PB的圖形成像到襯底W的目標區(qū)域C(例如包括一個或多個芯片)。
如這里所描述的，該裝置屬于反射類型(例如，使用反射型掩?；蛘呱厦嫣岬筋愋偷目删幊谭瓷溏R陣列)。備選地，該裝置可以是透射類型(例如，使用透射型掩模)。
照明器IL接收來自輻射源SO的輻射束。該輻射源與光刻裝置可以為單獨的實體，例如當輻射源為等離子體放電源時。在這些情況下，并不把輻射源看作光刻裝置的一部分；借助例如包括適合的聚光鏡和/或光譜純度濾光片的輻射采集器，輻射束由輻射源SO傳輸?shù)秸彰髌鱅L。在其它情況下，該源是裝置的組成部分，例如當源為汞燈時?？蓪⒃碨O及照明器IL稱為輻射系統(tǒng)。
照明器IL可能包括用于調(diào)整射束的傾斜強度分布的調(diào)整工具。通常，至少可以調(diào)整照明器一光瞳面(pupil plane)內(nèi)強度分布的外部和/或內(nèi)部徑向范圍(通常分別稱為σ-外部及σ-內(nèi)部)。照明器提供了稱為投影束PB的經(jīng)過調(diào)節(jié)的輻射束，其截面具有預期的均勻性和強度分布。
投影束PB入射到固定在掩模平臺MT的掩模MA上。投影束PB被掩模MA反射后穿過透鏡PL，該透鏡PL把射束聚焦到襯底W目標區(qū)域C。借助于第二定位工具PW及位置傳感器IF2(例如干涉測量器件)，可以精確地移動襯底平臺WT，例如，以定位射束PB路徑內(nèi)的不同目標區(qū)域C。類似地，可以使用第一定位工具PM及位置傳感器IF1，例如從掩模庫機械檢索(mechanical retrieval)后或在掃描時，相對于射束PB路徑來精確地定位掩模MA。通常，可以借助形成定位工具PM及PW一部分的長沖程模塊及短沖程模塊，實現(xiàn)載物臺MT與WT的移動。然而，對于(與掃描器相反的)分步曝光機，掩模平臺MT可以僅連接到短沖程致動器，或者可以被固定。可以使用掩模對準標記M1、M2及襯底對準標記P1、P2來對準掩模MA及襯底W。
所描述的裝置可以用于下述優(yōu)選模式分步模式(step mode)掩模平臺MT與襯底平臺WT基本上保持靜止，而作用到投影束的完整圖形在一次掃描內(nèi)被投影到目標區(qū)域C(即單次靜態(tài)曝光)。隨后沿X和/或Y方向平移襯底平臺WT，以曝光不同的目標區(qū)域C。在分步模式中，曝光區(qū)域的最大尺寸限制了單次靜態(tài)曝光中被成像的目標區(qū)域C的尺寸。
掃描模式(scan mode)掩模平臺MT和襯底平臺WT被同步掃描，同時作用到投影束的圖形被投影到目標區(qū)域C(即單次動態(tài)曝光)。由投影系統(tǒng)PL的(縮小)放大及圖形反向特性確定襯底平臺WT相對掩模平臺MT的速度和方向。在掃描模式中，曝光區(qū)域的最大尺寸限制了單次動態(tài)曝光中目標區(qū)域(沿非掃描方向)的寬度，而掃描動作的長度決定了目標區(qū)域(沿掃描方向)的高度。
其它模式支持可編程構(gòu)圖器件的掩模平臺MT基本上保持靜止，移動或掃描襯底平臺WT，同時作用到投影束的圖形被投影到目標區(qū)域C。在該模式下，通常使用脈沖輻射源，且在每次移動襯底平臺WT之后或者在掃描中的連續(xù)輻射脈沖之間根據(jù)需要地更新可編程構(gòu)圖器件。該工作模式可以容易地應(yīng)用于使用諸如上面提及可編程反射鏡陣列的可編程構(gòu)圖器件的無掩模光刻。
可以采用上述模式的組合和/或變形，或者可以采用與上述模式完全不同的模式。
實施方案如前所述，光刻裝置100采用致動器用以定位部分裝置，例如定位襯底平臺/支架、掩模平臺/支架、部分輻照系統(tǒng)、部分照明系統(tǒng)、或光刻裝置100的任何其它部分。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施方案的洛倫茲致動器200的截面圖。洛倫茲致動器包括第一致動器部件201，以及可以相對第一部件201移動的第二致動器部件202。第一致動器部件201包括第一和第二磁鐵系統(tǒng)部件203、204，該第一和第二磁鐵系統(tǒng)部件分別包括主磁鐵系統(tǒng)和輔助磁鐵系統(tǒng)。主磁鐵系統(tǒng)和輔助磁鐵系統(tǒng)附著到一部分光刻裝置100上。主磁鐵系統(tǒng)包括主磁鐵205a、205b、205c、205d。主磁鐵205a、205b、205c、205d的極性如各個主磁鐵中畫出的箭頭所示。
設(shè)置致動器200以產(chǎn)生具有圖2所示方向的力，該力的方向為附圖平面內(nèi)從左至右或從右至左。該力作用于主磁鐵205a至205d與第二致動器部件202之間，第二致動器部件202附著到另一部分光刻裝置100上。第二致動器部件202包括諸如線圈的導電元件。實際上，本實施方案中的部件202表示線圈的截面視圖，一部分線圈202內(nèi)的電流方向與另一部分線圈202內(nèi)的電流方向相反。因此，主磁鐵205a及205c的極性與主磁鐵205b及205d的極性相反。
第一和第二磁鐵系統(tǒng)部件203、204進一步包括含有輔助磁鐵206a、206b、206c、206d、206e、及206f的輔助磁鐵系統(tǒng)，這些輔助磁鐵系統(tǒng)與主磁鐵系統(tǒng)相結(jié)合。在一個實施方案中，輔助磁鐵206a、206b、206c、206d、206e、及206f排列成Halbach結(jié)構(gòu)。
致動器200進一步包括諸如護鐵(back iron)的背塊(back mass)207a、207b。根據(jù)本發(fā)明，提供了在第一磁鐵系統(tǒng)部件203和第二磁鐵系統(tǒng)部件204的外側(cè)，即這兩個部件的邊緣之間延伸的磁性元件208a、208b。下面將結(jié)合圖3a及3b解釋磁性元件208a與208b的影響。
圖3a及3b描述了結(jié)合圖2所描述的洛倫茲致動器，然而在圖3a(與圖3b相反)中，除去了磁性元件208a、208b。在圖3a及3b中，第一、主磁場的磁力線用300表示，而第二、輔助磁場的磁力線用301表示。結(jié)合圖3b可以看出，輔助磁鐵206a和206d產(chǎn)生的輔助磁場的一部分被磁性元件208a短路。
類似地，輔助磁鐵206c和206f產(chǎn)生的輔助磁場的一部分被磁性元件208b短路。因此，與圖3a相比，圖3b中線圈202處及其附近的磁場增大。另外的影響為，磁性元件208a、208b保護致動器，防止其可能干擾外側(cè)磁場。磁性元件208a、208b可包括鐵或任何其它高度透磁的相對磁導率大于1的材料。
磁性元件包括透磁材料，該透磁材料在輔助磁鐵系統(tǒng)所包括的相互對立的輔助磁鐵206a、206d之間延伸，輔助磁鐵的極性基本上是反平行的。在一個有利的結(jié)構(gòu)中，磁性元件在相互對立的輔助磁鐵206a、206d的兩側(cè)之間延伸，輔助磁鐵面向主磁鐵系統(tǒng)的相鄰主磁鐵205a、205c。磁性元件208a和導電元件202a之間的間距足夠大，使得致動器的磁阻力小于致動器的洛倫茲力的1％。磁阻力隨上述間距的增大而減小。
將結(jié)合圖4解釋根據(jù)本發(fā)明的洛倫茲致動器的一個備選實施方案，圖4示出該實施方案的一部分。圖4特別示出了主磁鐵205a及背塊207a的一部分，其中該例子中背塊包括鐵。在結(jié)合圖4所描述的實施方案中，磁性元件208a(包括永久磁鐵)在高度透磁部分(圖4中示出了部分206a)之間延伸，該高度透磁部分與第一及第二磁鐵系統(tǒng)部件的主磁鐵(圖中示出了主磁鐵205a)相鄰。
本實施方案中的磁性元件208a包括一個側(cè)面磁鐵，該側(cè)面磁鐵的極性方向為從一個第二磁鐵系統(tǒng)部件之一指向另一個第二磁鐵系統(tǒng)部件。有利地，磁性元件208a的極性與相鄰的主磁鐵205a(在圖4中示出)及205c(未在圖4中示出)的極性相反。圖4中磁性元件208a形成了輔助磁鐵系統(tǒng)的一部分，實際上磁性元件208a與圖2及圖3b中所示的磁性元件208a及208b具有相同或類似的效果，都可以獲得引導206a與206d之間磁場的相同效果。在圖2及圖3b中，通過輔助磁鐵206a及206d的磁極化獲得該效果，而在圖4中，通過磁性元件208a的磁極化形成相同或類似的效果。
圖4僅示出洛倫茲致動器的一部分，即相應(yīng)于圖2中洛倫茲致動器截面圖的左上部分。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白該截面圖其余部分是如何組成的。作為圖2a及圖4所示結(jié)構(gòu)的備選，磁性元件208a、208b可以從部分206的任何側(cè)面延伸。因此，在圖2所示的實施方案中，磁性元件208a可以從互相面對的輔助磁鐵206a、206d的側(cè)面延伸，而在圖4所示的洛倫茲致動器中，磁性元件208a可以，例如，從分別面向相鄰主磁鐵205a及205c的部分206a及206d(未在圖4中示出)的側(cè)面延伸。
根據(jù)本發(fā)明的洛倫茲致動器可以應(yīng)用于，在力的方向上有一短沖程的高度精確和/或溫度臨界應(yīng)用的情況，例如光刻裝置中的工作臺和光學元件。
盡管上文已經(jīng)描述了本發(fā)明的特定的實施方案，但將會了解到，本發(fā)明可以不按所述方式來實施。因此，該描述并非用于限制本發(fā)明。在給出本發(fā)明的詳細描述的情況下，對于本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、工作、及性能的描述應(yīng)當認為，可以對這些實施方案進行修改和變化。因此，前述詳細描述并非是以任何方式限制本發(fā)明；相反，本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求書來限定。
權(quán)利要求
1.一種光刻裝置，包括提供輻射束的照明系統(tǒng)；支持構(gòu)圖器件的支持結(jié)構(gòu)，所述構(gòu)圖器件可以使所述輻射束具有預期圖形；支持襯底的襯底支架；把圖形束投影到所述襯底的投影系統(tǒng)；以及在第一裝置部分和第二裝置部分之間產(chǎn)生力，使所述第一和第二裝置部分發(fā)生相對位移的致動器，其中所述第一裝置部分至少包括所述照明系統(tǒng)、支持結(jié)構(gòu)、襯底支架、及投影系統(tǒng)之一的一部分，所述第二裝置部分至少包括所述照明系統(tǒng)、支持結(jié)構(gòu)、襯底支架、及投影系統(tǒng)之一的另一部分，所述致動器包括第一磁鐵系統(tǒng)部件和第二磁鐵系統(tǒng)部件，該磁鐵系統(tǒng)部件包括設(shè)置成提供第一磁場的主磁鐵系統(tǒng)以及設(shè)置成提供第二磁場的輔助磁鐵系統(tǒng)，所述主磁鐵系統(tǒng)和輔助磁鐵系統(tǒng)附著到所述第一裝置部分；導電元件，設(shè)置該導電元件使其基于該導電元件所流過的電流和所述第一磁場及第二磁場之間的相互作用而產(chǎn)生力，所述導電元件附著到所述第二裝置部分且被插入在所述第一和第二磁鐵系統(tǒng)部件之間；以及磁性元件，該磁性元件基本上在所述第一和第二磁鐵系統(tǒng)部件外側(cè)部分之間延伸，設(shè)置該磁性元件使其把所述第二磁場的一部分從所述第一和第二磁鐵系統(tǒng)部件之一引導到所述第一和第二磁鐵系統(tǒng)部件中的另一個部件。
2.權(quán)利要求1的光刻裝置，其中所述主磁鐵系統(tǒng)和所述輔助磁鐵系統(tǒng)被排列成Halbach結(jié)構(gòu)。
3.權(quán)利要求1的光刻裝置，其中所述磁性元件包括高度透磁的材料。
4.權(quán)利要求1的光刻裝置，其中所述磁性元件在所述輔助磁鐵系統(tǒng)包括的互相對立的輔助磁鐵之間延伸，其中所述相互對立的輔助磁鐵具有基本上反平行的極性。
5.權(quán)利要求4的光刻裝置，其中所述磁性元件相對于所述主磁鐵系統(tǒng)的相鄰主磁鐵在所述相互對立的輔助磁鐵的側(cè)面之間延伸。
6.權(quán)利要求1的光刻裝置，其中所述磁性元件包括永久磁鐵，其極性方向為從所述第一和第二磁鐵系統(tǒng)部件之一指向所述第一和第二磁鐵系統(tǒng)部件的另一個部件。
7.權(quán)利要求6的光刻裝置，其中所述磁性元件在包括高度透磁材料的各個部分之間延伸，這些部分與所述第一及第二磁鐵系統(tǒng)部件的主磁鐵相鄰。
8.權(quán)利要求1的光刻裝置，其中所述導電元件和所述磁性元件之間的間距足夠大，使得所述致動器的磁阻力小于所述致動器產(chǎn)生的最大力的1％。
9.一種用于在第一和第二部分之間產(chǎn)生力，使所述第一和第二部分的其中之一相對于所述第一和第二部分的另一部分發(fā)生位移的致動器，該致動器包括第一致動器部件，它包括第一磁鐵系統(tǒng)部件和第二磁鐵系統(tǒng)部件，所述第一和第二磁鐵系統(tǒng)部件包括設(shè)置成提供第一磁場的主磁鐵系統(tǒng)以及設(shè)置成提供第二磁場的輔助磁鐵系統(tǒng)，所述主磁鐵系統(tǒng)和輔助磁鐵系統(tǒng)被附著到所述第一部件；第二致動器部件，它包括設(shè)置成基于該導電元件所流過的電流和所述第一磁場及第二磁場之間的相互作用而提供所述力，該導電元件被附著到所述第二部件并且被插入在該第一和第二磁鐵系統(tǒng)部件之間；以及磁性元件，它在所述第一和第二磁鐵系統(tǒng)部件的外側(cè)部分之間延伸，該磁性元件被設(shè)置成把所述第二磁場的一部分從所述第一和第二磁鐵系統(tǒng)部件之一引導到所述第一和第二磁鐵系統(tǒng)部件中的另一個部件。
10.權(quán)利要求9的致動器，所述主磁鐵系統(tǒng)和所述輔助磁鐵系統(tǒng)排列成Halbach結(jié)構(gòu)。
11.權(quán)利要求9的致動器，其中所述磁性元件包括高度透磁的材料。
12.權(quán)利要求9的致動器，其中所述磁性元件在所述輔助磁鐵系統(tǒng)所包括的相互對立的輔助磁鐵之間延伸，其中所述相互對立的輔助磁鐵的極性基本上是反平行的。
13.權(quán)利要求12的致動器，其中所述磁性元件相對于所述主磁鐵系統(tǒng)的相鄰主磁鐵在所述相互對立的輔助磁鐵的側(cè)面之間延伸。
14.權(quán)利要求9的致動器，其中所述磁性元件包括永久磁鐵，該永久磁鐵的極性方向為從所述第一和第二磁鐵系統(tǒng)部件之一指向所述第一和第二磁鐵系統(tǒng)部件的另一個部件。
15.權(quán)利要求14的致動器，其中所述磁性元件在包括高度透磁材料的部分之間延伸，所述部分與所述第一和第二磁鐵系統(tǒng)部件的主磁鐵相鄰。
16.權(quán)利要求9的致動器，其中所述導電元件和所述磁性元件之間的間距足夠大，使得所述致動器的磁阻力小于該致動器產(chǎn)生的最大力的1％。
17.一種器件制作方法，包括提供由襯底支架支撐的襯底；使用照明系統(tǒng)提供一個輻射束；通過由支持結(jié)構(gòu)支持的構(gòu)圖工具使所述輻射束具有預期圖形；通過投影系統(tǒng)把輻射圖形束投影到所述襯底的目標區(qū)域；產(chǎn)生力使第一裝置部分與第二裝置部分發(fā)生相對位移，其中所述第一裝置部分至少包括所述照明系統(tǒng)、支持結(jié)構(gòu)、襯底支架、及投影系統(tǒng)之一的一部分，所述第二裝置部分至少包括所述照明系統(tǒng)、支持結(jié)構(gòu)、襯底支架之一的另一部分，所述力的產(chǎn)生包括產(chǎn)生源于第一磁鐵系統(tǒng)部件和第二磁鐵系統(tǒng)部件的主磁鐵系統(tǒng)的第一磁場，該主磁鐵系統(tǒng)被附著到所述第一部分；產(chǎn)生源于所述第一磁鐵系統(tǒng)部件和第二磁鐵系統(tǒng)部件的輔助磁鐵系統(tǒng)的第二磁場，該輔助磁鐵系統(tǒng)被附著到所述第一部分；基于導電元件所流過的電流和所述第一磁場及第二磁場之間的相互作用產(chǎn)生所述力，所述導電元件被附著到所述第二部分；以及把所述第二磁場的一部分從所述第一和第二磁鐵系統(tǒng)部件之一引導到所述第一和第二磁鐵系統(tǒng)部件中的另一個部件。
18.權(quán)利要求17的器件制作方法，其中第一磁場和第二磁場排列成Halbach結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供了包括高度有效的洛倫茲致動器的光刻裝置。該洛倫茲致動器包括排列成Halbach結(jié)構(gòu)的主磁鐵系統(tǒng)和輔助磁鐵系統(tǒng)；導電元件，通過該導電元件流過的電流和分別由主磁鐵系統(tǒng)和輔助磁鐵系統(tǒng)產(chǎn)生的第一磁場及第二磁場的合成磁場的相互作用而產(chǎn)生力。該致動器進一步包括基本上在第一和第二磁鐵系統(tǒng)部件外側(cè)之間延伸的磁性元件。該磁性元件引導第一和第二磁鐵系統(tǒng)部件之間的部分第二、輔助場。
文檔編號H01L21/027GK1667515SQ20051005438
公開日2005年9月14日 申請日期2005年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月10日
發(fā)明者S·A·J·霍爾, H·H·M·科西, H·賈科布斯, P·韋雷格德瓦特, K·J·J·M·扎亞爾 申請人:Asml荷蘭有限公司