光刻裝置和平臺裝置的制作方法

專利名稱：光刻裝置和平臺裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種光刻裝置和平臺裝置。
背景技術：
光刻裝置是一種將期望的圖案施加到基底上(通常是基底靶部上)的裝置。光刻裝置可以用于例如集成電路(IC)的制造。在這種情況下，構圖部件，或者可稱為掩模(mask)或中間掩模(reticle)，可用于產生形成在IC的一個單獨層上的電路圖案。該圖案可以被轉移到基底(例如硅晶片)的靶部(例如包括一部分，一個或者多個芯片模(die))上。這種圖案的轉移通常是通過成像到基底上的輻射敏感材料(抗蝕劑)層上來進行的。一般地，單個基底包含由被相繼構圖的相鄰靶部構成的網格。常規光刻裝置包括所謂的步進器，它通過一次將整個圖案曝光到該靶部上而輻射每一靶部，常規光刻裝置還包括所謂的掃描器，它通過用輻射光束沿給定的方向(“掃描”方向)掃描所述圖案，并同時沿與該方向平行或者反平行的方向同步掃描基底來輻射每一靶部。還可以通過將圖案壓印到基底上而把圖案從構圖部件轉移到基底上。
US6469773描述了一種用于光刻裝置的平臺裝置。該平臺裝置可以保持一基底，其在本文中可包括中間掩模或其它構圖部件。所描述的平臺裝置包括一產生力的機構，當平臺移動時該力會根據加速而改變。由所述機構將該力沿該加速方向施加到該基底上。由此，用于補償平臺和基底之間由于加速而引起的力。該機構包括一可圍繞樞轉軸樞轉的杠桿。杠桿的一端接觸中間掩模的一側，杠桿的另一端與平衡配重連接。當平臺加速時，平衡配重會由于慣性而將力施加于杠桿上，并由杠桿轉化為力而作用在中間掩模上。由于慣性效應與平臺的加速成比例，因此由杠桿施加到基底上的力也與加速成比例。
US6469773中描述的機構是要讓該平臺能夠承受高的加速。這是因為，加速越高，平臺所保持的基底(如中間掩模)所受到的力也越大。基底可以利用各種保持裝置由平臺保持，例如真空吸引、機械夾具、靜電夾具等等。在這些情況中的任何一種情況下，在加速較高時就存在基底滑動的危險，因為由保持裝置保持基底的保持力可能不足以承受由于平臺的加速而引起的較大的力。第二方面是在加速過程中較大的力會使基底(暫時)變形。這種變形會導致施加到基底上的圖案不準確。在這里提到的美國專利中描述的機構用于抵消這些效應當使平臺加速時，杠桿將力施加到基底的側面上，由此提供一種在某種程度上可補償加速力的力，從而試圖防止基底(如中間掩模)滑動和變形。
在US6469773的機構中，會發生過補償或欠補償。由杠桿施加到基底上的力與該狀態的加速大體上成比例，以及與平衡配重的重量大體上成比例。然而，施加到基底上以便能夠補償該加速的力取決于基底(如中間掩模)的質量。這樣，所描述的該機構僅對具有特定質量的基底提供補償，對于具有更大質量的基底來說會導致欠補償，而對于較小質量的基底來說，會導致過補償。由于這種欠補償或過補償，可能在加速時再次產生中間掩模的變形。此外，由于杠桿提供的力過小或過大，會再次存在滑動的危險。
此外，平衡質量將增大該平臺的總重量。這是特別重要的，因為在光刻裝置的設計中要使平臺的加速和速度最大化，以便能夠實現快速處理。由該機構引入的附加質量將增大該平臺的總重量，由此減小了要實現的最大加速。此外，當將一加速施加于該平臺，并且該加速方向反向于該機構推壓該中間掩模的加速方向時，還會發現其它問題。在這種情況下，該機構將與中間掩模變得松弛。現在，當加速方向改變時，就可能出現該機構與中間掩模的碰撞，這會損壞中間掩模和/或會靜態或動態地使中間掩模相對于平臺移動，由此產生靜態或動態的對準或變形誤差。
在US6469773中描述的機構的杠桿是可圍繞該樞轉軸完全樞轉的，從而受到加速力。在勻速的狀態下，這意味著杠桿抵靠在基底的側面上，但是也可以是這樣一種情況，即杠桿在某種程度上不受基底的約束，例如在它們之間留有一間隙。本專利申請的發明人現在已經設想出從這里產生不準確性的來源。在杠桿抵靠中間掩模的情況下，這似乎會導致較小的殘留力作用在基底的側面上，而這又會導致基底發生較小的變形。這在普通的光刻裝置中是特別重要的，其中，輻射是在平臺的勻速狀態下進行的。由此，導致殘留變形的殘留力在通過光刻裝置施加圖案時會引入誤差。此外，該誤差在很大程度上是不可預知的，因為在照射過程中杠桿可抵靠或者不抵靠基底的側面。

發明內容
期望的是當使構圖部件支撐件加速時至少減小所產生的誤差。
根據本發明的一個實施例，提供一種光刻裝置，包括構造支撐構圖部件的支撐件，該構圖部件能夠將圖案賦予該輻射光束的橫截面，以形成帶圖案的輻射光束，所述支撐件包括沿支撐件的移動方向將力施加在構圖部件上的力致動器裝置，該力致動器裝置包括一活動部件，該活動部件可圍繞與支撐件連接的樞轉軸樞轉，該活動部件在支撐件的移動方向上相對于該樞轉軸基本平衡，所述力致動器裝置還包括一致動器，其通過活動部件將力施加到構圖部件上。
在本發明的另一個實施例中，提供一種一種平臺裝置，用于使具有基本上扁平表面的對象進行移動，其包括構造成支撐對象的支撐件，該支撐件包括沿支撐件的移動方向將力施加到對象上的力致動器裝置，該力致動器裝置包括可圍繞與支撐件連接的樞轉軸樞轉的活動部件，該活動部件在支撐件的移動方向上相對于該樞轉軸基本平衡，所述力致動器裝置還包括一致動器，其通過活動部件將力施加到對象上。
在一個實施例中，提供用于光刻裝置的支撐組件，其包括用于支撐構圖部件的支撐件；圍繞樞轉軸可樞轉的活動部件，該活動部件在支撐件的移動方向上相對于該樞轉軸基本平衡；致動器，其配置成通過活動部件將力施加到構圖部件上。


現在僅僅通過示例的方式，參考隨附的示意圖描述本發明的各個實施例，其中相應的參考標記表示相應的部件，其中圖1示出了根據本發明的一個實施例的光刻裝置；圖2示意性地示出了根據本發明的一個實施例的構圖部件和力致動器裝置；圖3示意性地示出了根據本發明的一個實施例的構圖部件和力致動器裝置；圖4示出了根據本發明的一個實施例的掩模和力致動器裝置；
圖5A和5B都示出了根據本發明的一個實施例的掩模和力致動器裝置；圖6A和B示出了根據本發明的一個實施例的掩模和力致動器裝置；圖7示出了根據本發明的一個實施例的力致動器裝置；以及圖8A-H示意性地示出了根據本發明的一個實施例將力施加到構圖部件上的阻斷構思和可替換機構。
具體實施例方式
圖1示意性地示出了根據本發明一個實施例的光刻裝置。該裝置包括照明系統(照明器)IL，其配置成調節輻射光束B(例如UV輻射或DUV輻射)；掩模支撐結構(例如掩模臺)MT，其構造成支撐構圖部件(例如掩模)MA并第一定位裝置PM連接，該第一定位裝置PM配置成依照某些參數精確定位該構圖部件。該裝置還包括基底臺(例如晶片臺)WT或“基底支撐件”，其構造成保持基底(例如涂敷抗蝕劑的晶片)W并與第二定位裝置PW連接，該第二定位裝置PW配置成依照某些參數精確定位該基底。該裝置進一步包括投影系統(例如折射投影透鏡系統)PS，其配置成將由構圖部件MA賦予給輻射光束B的圖案投影到基底W的靶部C(例如包括一個或多個芯片模)上。
該照明系統可以包括各種類型的光學部件來引導、成形或者控制輻射，這些光學部件諸如是折射光學部件、反射光學部件、磁性光學部件、電磁光學部件、靜電光學部件或其它類型的光學部件，或者它們的任意組合。
該掩模支撐結構支撐該構圖部件，也就是承受該構圖部件的重量。它對該構圖部件的保持方式取決于該構圖部件的朝向、光刻裝置的設計以及其它條件，例如構圖部件是否保持在真空環境中。該掩模支撐結構可以使用機械、真空、靜電或其它夾緊技術來保持該構圖部件。該掩模支撐結構可以是框架或者工作臺，例如所述掩模支撐結構可根據需要而是固定的或者是可移動的。該掩模支撐結構可以確保構圖部件例如相對于該投影系統位于期望的位置。在這里，術語“中間掩模”或者“掩模”的任何使用均可認為與更上位的術語“構圖部件”同義。
這里所使用的術語“構圖部件”應廣義地解釋為能夠向輻射光束的截面中賦予圖案從而在基底的靶部中形成圖案的任何裝置。應該注意，賦予給該輻射光束的圖案可以并不與基底靶部中的期望圖案精確一致，例如如果該圖案包括相移特征或所謂的輔助特征。一般地，賦予給該輻射光束的圖案與在靶部中形成的器件(如集成電路)的特定功能層相對應。
該構圖部件可以是透射型的或者反射型的。構圖部件的示例包括掩模、可編程反射鏡陣列、以及可編程LCD面板。掩模在光刻中是公知的，它包括如二元型、交替相移(alternat ing phase-shift)型、和衰減相移型的掩模類型，以及各種混合掩模類型。可編程反射鏡陣列的一個示例采用小型反射鏡的矩陣排列，每個反射鏡能夠獨立地傾斜，從而沿不同的方向對入射輻射光束進行反射。這些傾斜的反射鏡可以在被反射鏡矩陣反射的輻射光束中賦予圖案。
這里使用的術語“投影系統”應廣義地解釋為包含各種類型的投影系統，包括折射光學系統，反射光學系統、反射折射光學系統、磁性光學系統、電磁光學系統和靜電光學系統，或其任何組合，這適合于所用的曝光輻射，或者適合于其它方面，如浸液的使用或真空的使用。在這里，術語“投影透鏡”的任何使用均可以認為與更上位的術語“投影系統”同義。
如這里所指出的，該裝置是透射型(例如采用透射掩模)。或者可替換地，該裝置也可以是反射型(例如采用上面提到的可編程反射鏡陣列，或采用反射掩模)。
該光刻裝置可以具有兩個(雙平臺)或者更多個基底臺或“基底支撐件”(和/或兩個或更多個掩模臺或“掩模支撐件”)。在這種“多平臺式”裝置中，可以并行使用這些附加的臺或支撐件，或者可以在一個或多個臺或支撐件上進行準備步驟，而一個或者多個其它臺或支撐件用于曝光。
該光刻裝置還可以是這樣一種類型，其中，至少部分基底由具有相對高的折射率的液體(例如水)覆蓋，從而填充投影系統和基底之間的空間。浸液也可以應用于光刻裝置中的其它空間，例如應用于掩模和投影系統之間。浸液技術可以用于增大投影系統的數值孔徑。這里使用的術語“浸液”并不表示諸如基底的結構必須浸沒在液體中，而只是表示液體在曝光期間位于投影系統和基底之間。
參考圖1，照明器IL接收來自輻射源SO的輻射光束。輻射源和光刻裝置可以是分立的機構，例如當該輻射源是準分子激光器時。在這些情況下，不認為輻射源構成了該光刻裝置的一部分，輻射光束借助于光束輸送系統BD從輻射源SO傳輸到照明器IL，所述光束輸送系統BD包括例如合適的定向反射鏡和/或擴束器。在其它情況下，該輻射源可以是光刻裝置的組成部分，例如當該輻射源是汞燈時。該輻射源SO和照明器IL(如果需要可以連同該光束輸送系統BD一起)可以被稱作輻射系統。
照明器IL可以包括調節裝置AD，用于調節輻射光束的角強度分布。一般地，至少可以調節在照明器光瞳平面上強度分布的外徑向范圍和/或內徑向范圍(通常分別稱為σ-外和σ-內)。此外，照明器IL可以包括各種其它部件，如積分器IN和聚光器CO。該照明器可以用于調節輻射光束，從而使該光束在其橫截面上具有期望的均勻度和強度分布。
該輻射光束B入射到保持在該掩模支撐結構(如掩模臺MT)上的構圖部件(如掩模MA)上，并由構圖部件進行構圖。穿過該掩模MA后，輻射光束B通過該投影系統PS，該投影系統將光束聚焦在基底W的靶部C上。在第二定位裝置PW和位置傳感器IF(例如干涉測量器件、編碼器或電容傳感器)的輔助下，可以精確地移動該基底臺WT，從而例如將不同的靶部C定位在輻射光束B的光路中。類似地，例如在從掩模庫中機械取出掩模MA后或在掃描期間，可以使用第一定位裝置PM和另一位置傳感器(圖1中未明確示出)來相對于輻射光束B的光路精確定位該掩模MA。一般地，借助于長行程模塊(粗略定位)和短行程模塊(精細定位)，可以實現掩模臺MT的移動，所述長行程模塊和短行程模塊構成第一定位裝置PM的一部分。類似地，利用長行程模塊和短行程模塊也可以實現基底臺WT或“基底支撐件”的移動，其中該長行程模塊和該短行程模塊構成第二定位裝置PW的一部分。在步進器的情況下(這與使用掃描裝置的情況相反)，掩模臺MT可以只與短行程致動裝置連接或者可以被固定。可以使用掩模對準標記M1、M2和基底對準標記P1、P2來將掩模MA與基底W對準。盡管如所示出的基底對準標記占據了指定的靶部，但是它們也可以設置在各個靶部之間的空間中(這些空間被稱為劃片線(scribe-lane)對準標記)。類似地，在有超過一個的芯片模設在掩膜MA上的情況下，可以將該掩膜對準標記設在這些芯片模之間。
所示的裝置可以按照下面模式中的至少一種使用1.在步進模式中，掩模臺MT或“掩模支撐件”和基底臺WT或“基底支撐件”保持基本不動，而賦予輻射光束的整個圖案被一次投影到靶部C上(即單次靜態曝光)。然后沿X和/或Y方向移動該基底臺WT或“基底支撐件”，使得可以曝光不同的靶部C。在步進模式中，曝光場的最大尺寸限制了在單次靜態曝光中成像的靶部C的尺寸。
2.在掃描模式中，掩模臺MT或“掩模支撐件”和基底臺WT或“基底支撐件”被同步掃描，同時，賦予輻射光束的圖案被投影到靶部C上(即單次動態曝光)。基底臺WT或“基底支撐件”相對于掩模臺MT或“掩模支撐件”的速度和方向可以由投影系統PS的放大(縮小)和圖像反轉特性來確定。在掃描模式中，曝光場的最大尺寸限制了在單次動態曝光中靶部的寬度(沿非掃描方向)，而掃描運動的長度確定了靶部的長度(沿掃描方向)。
3.在其它模式中，掩模臺MT或“掩模支撐件”保持基本不動，并且保持一可編程構圖部件，而基底臺WT或“基底支撐件”被移動或掃描，同時，賦予輻射光束的圖案被投影到靶部C上。在該模式中，一般采用脈沖輻射源，并且，在每次移動基底臺WT或“基底支撐件”之后，或者在掃描期間相繼的輻射脈沖之間，根據需要更新該可編程構圖部件。這種工作模式可以容易地應用于采用可編程構圖部件的無掩模光刻中，所述可編程構圖部件例如是上面提到的可編程反射鏡陣列類型。
還可以采用上述使用模式的組合和/或變化，或者也可以采用完全不同的使用模式。
圖2高度示意性地示出了中間掩模MA和將力施加到中間掩模MA上的力致動器裝置的側視圖，該中間掩模也表示為構圖部件。實際上，圖2中示出了兩個力致動器裝置，即用于在中間掩模MA的相反兩側上施加力的力致動裝置。每一力致動器裝置包括可圍繞樞轉軸PAX樞轉的活動部件MP。進一步地，該力致動器裝置包括致動器，在該示例中是將力施加到該活動部件MP上的直線電機LM，例如洛倫茨電機。該直線電機LM通過活動部件MP將力施加到構圖部件MA的合適側面上。加速方向用箭頭ACC表示。當然，也可以沿相反方向加速。
當沿著用箭頭ACC表示的方向加速時，中間掩模MA的慣性會導致該中間掩模趨向于朝著附圖平面中的左側方向而相對于該支撐件滑動，和/或導致中間掩模MA趨向于朝著附圖平面中的左側方向彎曲或變形。這些作用可以至少部分地被這里示意性示出的力致動器裝置抵消，因為該致動器(在該示例中是直線電機LM)可通過活動部件MP將力施加到中間掩模MA的側面上，從而至少部分地補償在加速過程中導致滑動和/或變形的力。利用這里示意性示出的力致動器裝置，可以獲得多種益處首先利用一種緊湊且輕質量的力致動器裝置可以將較大的力施加到該中間掩模MA上。這是可能的，因為該活動部件的第一臂A1(該第一臂在樞轉軸PAX和該活動部件接觸該中間掩模MA的接觸部之間延伸)的長度在該示例中比該活動部件的第二臂A2(該第二臂在樞轉軸PAX和該致動器LM向第二臂A2施加致動力的施力點之間延伸)的長度短。由此，可以將比直線電機LM產生的力更大的力施加到構圖部件上，由此而能夠利用緊湊且輕質量的直線電機。這是特別有益的，因為該活動部件MP和直線電機LM將和保持該中間掩模MA的支撐件一起加速，這樣，一種輕質量設計的力施加裝置能夠實現對支撐件的大的加速，由此能夠通過該光刻裝置進行曝光。
此外，可以根據支撐件在移動方向上的加速來驅動該致動器LM。更加優選地，該控制器布置成與該支撐件在移動方向上的加速基本上成比例地驅動該致動器。使中間掩模MA滑動或使其變形的力取決于對支撐件的加速。這樣，通過根據該加速來驅動該致動器，或者更加優選地與該加速基本上成比例地來驅動該致動器，可以實現對這些力的良好的補償。
在圖2中，示出了兩個力致動器裝置FAD1、FAD2。當沿箭頭ACC表示的方向進行加速時，力致動器裝置FAD1將被操作成將力施加到該中間掩模MA上。另一力致動器裝置FAD2在這些情況下將處于靜止狀態。優選地，該力致動器裝置FAD2的活動部件MP由相應的直線電機LM保持，使得在該活動部件接觸中間掩模MA時的施力點與中間掩模MA自身之間產生一個小的間隙。這樣，如上所述的，可以防止通過第二力致動器裝置FAD2將力施加到該掩模MA2上，這會不利地影響掩模MA相對于支撐件的位置精度。相反地，當沿與箭頭ACC表示方向相反的方向進行加速時，力致動器裝置FAD1、FAD2的功能將會交換。在這種情況下，力致動器裝置FAD2將力施加到中間掩模MA上，同時，力致動器裝置FAD1可以定位成使其與該中間掩模MA沒有相互作用，從而優選地在該活動部件MP接觸中間掩模MA時的施力點與該中間掩模自身之間產生小的間隙。也可以允許處于靜止狀態的力致動器裝置與中間掩模保持接觸，由此在中間掩模上施加非常小的力。這將有益于降低污染該中間掩模的危險。
應該注意，在圖2中沒有具體示出該支撐件。但是本領域技術人員將理解，該中間掩模MA由該支撐件保持，樞轉軸PAX允許活動部件MP相對于該支撐件樞轉，以及該直線電機LM與該支撐件連接，從而在活動部件MP和該支撐件之間產生力。該直線電機LM可以連接至該支撐件和/或任何其它與中間掩模一起移動的結構(例如長行程或短行程致動器)，由此簡化電力線等的提供。
根據本發明的一個實施例，該活動部件在移動方向上相對于樞轉軸PAX基本上平衡，從而在用箭頭ACC表示的方向上基本平衡。因此該移動方向應理解為在使用光刻裝置進行曝光之前或曝光期間進行加速和減速的方向。應該理解，在沿加速方向(包括反方向)的移動之間，例如在掃描移動之間，該支撐件也有沿其它方向的移動。
然而這里描述的原理可以應用于任何加速方向，并且，力致動裝置可以定位成使得沿合適的方向將力施加到該中間掩模MA上。應該理解，在該文獻中，當使用“方向”這個術語時，該術語也包括該方向的相反方向。這樣，作為一個示例，當提到用圖2中的箭頭ACC表示的方向時，該方向也包括與箭頭ACC表示方向相反的方向。如上所述，根據本發明的一個實施例，該活動部件在支撐件的移動方向上相對于該樞轉軸基本上平衡。這樣，當對該支撐件進行加速(例如圖2中用箭頭ACC表示的加速)時，活動部件MP不會因為自身而圍繞樞轉軸PAX樞轉，因為在支撐件沿著用ACC表示的方向移動的情況下，質量和臂的乘積可相對于該樞轉軸彼此平衡。電機的活動部件(該部件與該活動部件連接)的質量以可以包括在這種平衡中，以便考慮該電機活動部件的、會使平衡臂的平衡發生惡化的任何影響。有益的是，將電機定位成使得電機活動部件的移動方向相對于該平臺的加速方向基本上為90度，如圖3所示。由此，該活動部件可以更加容易平衡，或者由于加速而作用在電機活動部件上的力會引起樞轉。
圖3示出了圖2所示出和描述的力致動器裝置的可替換實施例。圖3示出了中間掩模MA、可圍繞相應樞轉軸PAX樞轉的活動部件MP、以及直線電機，該直線電機在該示例中是將力施加到相應的活動部件MP上的洛倫茨電機LM。在圖3所示的實施例中，致動器LM將力施加到活動部件(更加精確地將，是施加到該活動部件的第二臂)上的施力點沿支撐件的移動方向相對于該樞轉軸PAX偏移，所述移動方向用ACC表示。由此，有利于在用ACC表示的方向上對活動部件MP進行平衡。這是因為，一方面，施力點在箭頭ACC方向上的偏移可以構造一種這樣的活動部件，即，相對于從樞轉軸到活動部件接觸掩模MA的接觸點的杠桿來說，該活動部件具有該直線電機LM或任何其它一般致動器的相對長的杠桿。另一方面，該偏移有利于沿移動方向的平衡。在圖2所示的活動部件的示例中，活動部件MP的第二臂沿與箭頭ACC方向基本垂直的方向在樞轉軸PAX和直線電機之間延伸。而且，活動部件MP的第一臂也沿同一方向在樞轉軸PAX和活動部件MP接觸中間掩模MA的接觸點之間延伸。為了實現杠桿作用，從而允許相對緊湊的致動器產生作用在中間掩模MA上的較大的力，因此要實現大的杠桿作用，即相對于第一臂的杠桿長度要實現第二臂的較長杠桿。這使得活動部件在移動方向上的平衡變得困難，或者會限制要實現的杠桿作用量。
在圖3所示的實施例中，直線電機LM相對于樞轉軸PAX的杠桿基本上由L2提供。該接觸點相對于樞轉軸PAX的杠桿長度基本上由L1提供。這樣，利用這里示出的結構，可以相對于長度L1實現相對較長的長度L2，而不用使活動部件的第二臂沿與加速方向基本垂直的方向(即與L1表示的方向基本相同的方向)延伸太多。由此，可以實現活動部件的平衡，同時獲得較大的杠桿作用，從而能夠使用相對緊湊的直線電機或其它致動器，以便通過杠桿作用產生較大的力作用在中間掩模MA上。
參考圖3說明本發明的另一個實施例。如圖3所示，致動器能夠沿與移動方向基本垂直的方向將用Factuator表示的致動力施加到活動部件MP的第二臂上，該移動方向用ACC表示。由此，可以實現的是，當沿用ACC表示的方向進行加速時，直線電機(或其它致動器)不再需要保持其自身重量。(此時，該致動器具有其自己的導向件)。在圖2所示的裝置中，該直線電機(特別是其活動部件)具有一移動方向，該移動方向基本平行于用ACC表示的方向。由此，當沿方向ACC加速時，該電機要產生力，以便能夠同步于支撐件的加速而加速活動部件。這樣，在這種情況下，需要該電機產生與該加速成比例的力，這不會使活動部件MP有任何力作用到該中間掩模MA上，由此，當靜止部件與支撐件連接時，可使直線電機的活動部件相對于與支撐件一起加速的該靜止部保持在其位置。在該示例中，由該軸產生的任何力是在該力之上產生的，用于保持該電機活動部件的重量。這樣，在圖2所示的示例中，只是為了保持其自身重量的原因，附加的力由直線電機或其它致動器產生。在圖3所示的結構中可以防止這種情況。這里，致動器LM的活動部件沿與該加速方向垂直的方向移動，類似地，致動器施加的力垂直于用ACC表示的該加速方向。在圖3中，該致動器的活動部件用MPA表示。該致動器的活動部件MPA相對致動器的靜止部件SPA由任何合適的導向裝置引導，例如軸承/導軌、滑動機構、板簧等等。在圖3所示的結構中，致動器在加速過程中僅產生力Factuator，由此不再需要致動器產生保持其自身重量的力(準確地說，是在支撐件的加速過程中保持其活動部件MPA的重量，該支撐件的加速也就是相應致動器的靜止部件SPA的加速)。致動器的活動部件MPA可以與活動部件MP的第二臂鉸接地(或者以其它方式活動地)連接，由此避免該活動部件MP感受到其質量。
在圖3所示的實施例中，由致動器作用在第二臂上的力與支撐件的移動方向(即用ACC表示的方向)大體上垂直。也可以使用其它(即非垂直的)角度，使得該活動部件的平衡可以被調節。
圖4示出了圖3所示出和描述的力致動器裝置的可替換實施例。在這里所示的結構中，活動部件MP可圍繞樞轉軸PAX樞轉，該樞轉軸與中間掩模MA的表面基本上垂直，而在圖3所示的實施例中以及在圖2所示的實施例中，樞轉軸PAX基本上平行于中間掩模MA的表面。利用圖4中所示的結構，可以實現緊湊的力致動器裝置。應該注意，圖4示出了中間掩模MA的頂視圖，而在圖2和3中，中間掩模是從側面觀看的。
現在參考圖5A描述另一個實施例。圖5A所示的實施例與圖2-4所示出和描述的實施例的主要區別在于，致動器(在這些實施例示出為是直線電機)不直接地作用在活動部件上，而是該致動器通過第二活動部件作用在該活動部件上。該第二活動部件MP2可相對于支撐件圍繞第二樞轉軸PAX2樞轉。由此，可以實現由致動器(例如直線電機LM)產生的力的附加杠桿作用從直線電機到第二樞轉軸PAX2的杠桿比從第二樞轉軸PAX2到第二活動部件MP2與活動部件MP相連接的接觸點的杠桿長。這樣，由第二活動部件MP2施加到活動部件MP上的力大于直線電機LM產生的力，從而能夠減小直線電機LM的尺寸并固此減輕其質量。第二活動部件MP2可在支撐件的移動方向(也就是沿用箭頭ACC表示的方向)上相對于第二樞轉軸PAX2平衡。這樣，該平衡可基本上防止致動器(在該示例中是直線電機LM)產生力，以防止由于支撐件沿用箭頭ACC表示的方向的加速而使第二活動部件MP2轉動。該第二活動部件MP2可以抵靠在活動部件MP上，然而，優選的是可以在第二活動部件MP2和活動部件MP之間應用鉸接連接，由此使得該直線電機能夠在某種程度上使該活動部件旋轉遠離該中間掩模MA，從而在該活動部件MP和中間掩模MA之間提供間隙，以避免活動部件抵靠在中間掩模上而對中間掩模MA的圖案產生的任何干擾。如上所述的第二活動部件的杠桿作用在這里示出的示例中可以這樣實現，即，第二活動部件的第三臂從第二樞轉軸PAX2延伸到致動器的施力點，該第三臂的長度超過第二活動部件的第四臂的長度，該第四臂從第二樞轉軸PAX2延伸到致動器。
圖5B示出了根據圖5A的實施例的一種變型。這里示出的實施例與圖5A的實施例的不同在于，在圖5B中去除了圖5A中平行于加速方向ACC的這一部分第一活動部件。這樣，在該更加簡化的實施例中，第一活動部件基本上僅包括一直線部，而第二活動部件MP2連接到(例如可樞轉地或通過滑動機構連接)該第一活動部件的一端。圖5B的其它功能基本上類似于圖5。因而這里也可以獲得類似的效果。
在這里示出的示例中，已經示出了作為致動器的直線電機(該直線電機例如包括洛倫茨電機或任何其它直線電機)。可替換地，或者替代地，該致動器包括壓電致動器、液壓致動器和/或氣動致動器。在特定應用中選擇特定類型的致動器的原因可以是考慮到響應時間、重量、最大的力、體積和/或動態特性。代替洛倫茨電機或除了洛倫茨電機之外，在這里描述的示例中使用的直線電機也包括麥克斯韋電機。
現在參考圖6a和6b描述本發明的另一個實施例。圖6a示出了中間掩模和一對力致動裝置FAD1、FAD2(其也可以稱為力致動器裝置)的頂視圖。力致動裝置FAD1包括可圍繞樞轉軸PAX1樞轉的活動部件MP1以及直線電機LM1，該直線電機LM1經由該活動部件MP1而沿用ACC表示的加速方向將力施加到該中間掩模MA的一個側面上。類似地，力致動器裝置FAD2包括可圍繞樞轉軸PAX2樞轉的活動部件MP2以及直線電機LM2，該直線電機LM2經由該活動部件MP2而沿與ACC表示的加速方向相反的方向將力施加到該中間掩模MA的一個側面上。力致動裝置FAD1、FAD2在該示例中還包括開閉機構。該開閉機構使得該力致動裝置FAD1、FAD2能夠處理中間掩模MA的定位不精確性或尺寸不精確性。為了能夠用相對小型的直線電機將相對大的力施加到該中間掩模MA上，可以通過活動部件MP1、MP2施加杠桿作用。然而，由于該杠桿作用，因此，相對于該直線電機LM1、LM2的行程來說，活動部件MP1、MP2在與中間掩模MA的接觸點處的移動范圍減小了。參考圖6a示出和描述的開閉機構能夠增大上述移動范圍。此外，在這里示出的示例中提供一致動器，例如在該示例中是氣動元件PNE(如氣壓缸)。例如通過向該氣動元件增壓/減壓，可以避免氣動元件沿X方向的尺寸，該氣動元件與可圍繞第三樞轉軸PAX3樞轉的第三活動部件MP3相連接。通過改變該氣動元件的長度，活動部件MP3將圍繞其樞轉軸PAX3樞轉。活動部件MP3在該實施例中與接觸部件CNT連接，以接觸該中間掩模MA的側面。在將中間掩模MA定位或設置在支撐件之上或之中的過程中，致動該氣動元件PNE以使該接觸部件CNT移動遠離該中間掩模MA，由此提供足夠的空間來定位該中間掩模MA，包括該中間掩模的位置公差、尺寸公差等等。接著，致動該氣動元件PNE以使該接觸部件CNT朝著該中間掩模MA的側面移動，從而使該接觸部件抵靠或幾乎抵靠著該中間掩模MA的側面。可以提供一保持機構，以在第一活動部件MP1和該接觸部件CNT之間建立一種連接，由此在它們之間形成連接。這種連接例如可以通過自阻斷機構(self breaking mechanism)來建立，諸如主動阻斷、氣動的、液壓的、壓電的等等。現在，由于直線電機LM1、LM2可提供合適的接觸部件CNT的移動范圍，并且能夠將力施加到中間掩模的側面上，所以可以提供合適的接觸部件CNT的移動范圍。應該注意，圖2-5所描述的其它實施例中的任何一個實施例也可以具有接觸部件CNT，具有或不具有圖6a所描述的該移動機構。
圖6b示出了一種可替換的移動機構。它示出了一部分活動部件MP的細節圖。更具體地，圖6b示出了活動部件MP的接觸中間掩模MA的一個端部。詳細地，圖6b示出了用于將力施加到中間掩模MA的側面上的接觸部件CNT。可以在接觸部件CNT和活動部件MP之間提供楔形元件WSE，如可以提供氣動元件以使楔形元件沿箭頭表示的方向移動，由此使接觸部件CNT沿與其垂直的方向移動，因為，當該使楔形元件沿箭頭方向移動時，在楔形元件WSE接觸該接觸部件CNT的位置處的楔形元件的寬度會改變。通過沿箭頭方向移動該楔形元件WSE，可以改變活動部件MP的接觸部件CNT的移動范圍。
圖7示出了本發明的一個實施例的實際示例。圖7示出了力致動器裝置的一個實施例的頂視圖，它再次示出了可圍繞樞轉軸PAX樞轉并具有接觸點CNT的活動部件MP，以及圍繞樞轉軸PAX2樞轉的直線電機LM。在該加速方向上，活動部件MP相對樞轉軸PAX平衡，由此提供如上所述的益處。活動部件MP2包括直線電機LM的活動部件并相對于樞轉軸PAX2平衡。由此，包括直線電機LM的活動部件的活動部件MP2的加速力可以由該樞軸支持，從而基本上防止活動部件MP2相對于樞轉軸PAX2旋轉。當活動部件MP2與活動部件MP相互作用時，活動部件MP的旋轉會從而導致由接觸點CNT作用在中間掩模上的力發生改變。一部分第一活動部件(例如接觸部件CNT)可相對其余活動部件MP(在該示例中是通過鉸鏈HNG或合適的導向機構)移動，由此使接觸部件該移動遠離該中間掩模，例如能夠更加容易地交換中間掩模或者使這里示出的機構可處理不同尺寸的中間掩模。
圖8a-h和9a-h示出了多個可替換的技術方案。圖8a-d示出了用于在圖6A和B中所示的實施例中附加致動器的可能實施方式。在根據圖6A的示例中，該附加致動器包括氣動元件PNE。圖8a示出了一機構，其中洛倫茨電機直接將力施加到接觸部件CNT上，并使用阻斷機構LM來使洛倫茨電機和接觸部件保持在其位置。圖8b示出了氣壓缸PLC，其能夠使楔形元件WSE沿箭頭方向移動。通過移動楔形元件，其寬度在其接觸該接觸部件CNT的部分會改變，由此移動接觸部件CNT。圖8c示出了一個心軸，包括活動部件MP和致動器(如氣動元件PNE或直線電機等等)。可以在活動部件MP和接觸點CNT之間提供一力單元(force unit)FC，以接觸掩模MA的側面。通過致動該氣動元件PNE，將該活動部件保持成通過接觸部件CNT抵靠在掩模MA上。現在可以用該力單元經由該接觸部件CNT將力施加到掩模MA的側面上。圖8d示出了一種氣動的技術方案，其中可以提供流體(如氣體或液體)來將力施加到掩模MA的側面上。此外，腔室CH具有一薄膜MBR或其它可動裝置，腔室CH中的流體通過該薄膜將力施加到中間掩模MA的側面上。
參考圖8a-d描述的技術方案可提供作用在中間掩模的側面上的力，然而根本地對于這里提供的技術方案來說，可以提供一開/閉機構，以便提供接觸部件CNT(在圖8d中用薄膜MBR表示)的移動范圍。這些技術方案也可以用于將力施加到中間掩模的側面上。圖8e-h示出了多個將力施加到中間掩模MA的側面上的推動器構思。圖8e示出了一種結構，它部分類似于圖2的描述。此外，樞轉軸PAX已經定位成與中間掩模MA的側面表面成一直線，力施加機構推壓在該表面上，由此防止在維護中間掩模MA的側面時的牽引力。可以在接觸點CNT和活動部件MP之間提供一力單元。該力單元包括傳感器，它可提供傳感器受到的力的大小的信息。這是有用的，因為它可以通過合適的控制系統控制力的大小，所述控制系統例如是驅動所討論的致動器的反饋控制系統。
圖8f-h示出了上面提到的洛倫茨電機致動器的可替換實施例。圖8f示出了壓電致動器PZ，它可能與力單元FC組合在一起以通過接觸部件CNT推壓中間掩模MA的側面。圖8g示出了組合了兩個力施加裝置的麥克斯韋電機，該麥克斯韋電機MVM通過圍繞樞轉軸PAX樞轉的活動部件MP經由力單元FC和接觸部件CNT將力施加到中間掩模MA上。圖8h再次示出了一種氣動的技術方案，其中流體(如液體或氣體)被導向到腔室CH中，從而通過薄膜MBR將力施加到基底的側面上。可以提供一包括壓力傳感器P的伺服回路，該壓力傳感器P的輸出信號可用來調節由流體施加到薄膜MBR上的壓力。在圖8h中，通過將力施加到可動氣缸MC上可以給流體加壓，由此將力施加到流體上。在該特殊示例中，優選的是使用一種流體，由于作用在柱形元件上的力所引起的小體積變化將導致腔室中相對大的壓力變化，因此導致薄膜施加在掩模MA的側面上的力發生較大的變化。
正如前面所論述地提供了多個示例，本領域技術人員將理解可以由此導出多種組合和修改。例如，本領域技術人員可將例如在圖6a中所示的接觸部件CNT合并到根據圖2-5的任一技術方案中。類似地，本領域技術人員可以在參考圖2-7描述的機構中應用在圖8a-d中示出的任一開/閉的技術方案。
此外，在這里提供的一些示例中，已經示出和描述了僅將力施加到中間掩模的一側上的機構，而在其它示例中，已經示出和描述了將力施加到中間掩模MA的兩側上的雙機構。本領域技術人員將理解，這里提供的任何一種技術方案可以作為單獨的位置機構應用，從而僅將力施加到中間掩模的一個側面上，或者可以施加到中間掩模的兩個側面上，從而能夠將力施加到兩個側面上。此外，這里提供的每一種技術方案可以使用三個或四個這樣的機構，該機構可將力施加到基底的不同側面上。由此，在一些實施例中，通過使用如這里描述的力施加裝置的合適部分將力施加到中間掩模MA的合適側面上，可以補償或者至少部分補償支撐件沿四個方向中任一方向的加速。
代替或除了圍繞樞轉軸可樞轉的活動部件之外，也可以應用將力傳輸到中間掩模的側面上的其它傳輸機構，例如液壓傳輸機構。
盡管在本申請中可以具體參考該光刻裝置在IC制造中的使用，但是應該理解這里描述的光刻裝置可能具有其它應用，例如，用于制造集成光學系統、用于磁疇存儲器的引導和檢測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等等。本領域技術人員應該理解，在這種可替換的用途范圍中，這里任何術語“晶片”或者“芯片模(die)”的使用應認為分別可以與更上位的術語“基底”或“靶部”同義。在曝光之前或之后，可以在例如勻膠顯影機(track，通常將抗蝕劑層施加于基底上并將已曝光的抗蝕劑顯影的一種工具)、計量工具和/或檢驗工具中對這里提到的基底進行處理。在可應用的地方，這里的公開可應用于這種和其它基底處理工具。另外，例如為了形成多層IC，可以對基底進行多次處理，因此這里所用的術語基底也可以指已經包含多個已處理的層的基底。
盡管在上文已經具體參考了本發明的實施例在光學光刻環境中的應用，但是應該理解本發明可以用于其它應用，例如壓印光刻法，在本申請允許的地方，本發明不限于光學光刻法。在壓印光刻法中，構圖部件中的構形限定了在基底上形成的圖案。該構圖部件的構形可以被壓入到施加于基底上的抗蝕劑層中，并在基底上通過施加電磁輻射、熱、壓力或上述方式的組合來使抗蝕劑固化。在抗蝕劑固化之后，可以將構圖部件從抗蝕劑中移出而留下圖案。
這里使用的術語“輻射”和“光束”包含所有類型的電磁輻射，包括紫外(UV)輻射(例如具有大約365，248，193，157或者126nm的波長)、極紫外(EUV)輻射(例如具有范圍為5-20nm的波長)、以及粒子束(諸如離子束或電子束)。
在本申請允許的地方，術語“透鏡”可以表示各種類型的光學部件中的任意一種或組合，包括折射光學部件、反射光學部件、磁性光學部件、電磁光學部件和靜電光學部件。
盡管上面已經描述了本發明的具體實施例，但是應該理解，可以以不同于所描述的其它方式來實施本發明。例如，本發明可以采取計算機程序的形式，該計算機程序包含描述了上面所公開方法的一個或多個序列的機器可讀指令，或者包含其中存儲有這種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)。
上面的描述是為了說明性的而非限制性的。因此，對本領域技術人員來說顯而易見的是，在不脫離下面描述的權利要求的范圍的條件下，可以對所描述的發明進行各種修改。
權利要求
1.一種光刻裝置，包括構造成調節輻射光束的輻射系統；構造成支撐構圖部件的支撐件，該構圖部件能夠將圖案賦予該輻射光束的橫截面，以形成帶圖案的輻射光束，所述支撐件包括沿支撐件的移動方向將力施加在構圖部件上的力致動器裝置，該力致動器裝置包括(i)活動部件，該活動部件可圍繞與該支撐件連接的樞轉軸樞轉，該活動部件在支撐件的移動方向上相對于該樞轉軸基本平衡，和(ii)致動器，該致動器通過該活動部件將力施加到該構圖部件上；投影系統，其構造成將該帶圖案的輻射光束投影到基底上；構造成支撐所述基底的基底臺。
2.如權利要求1所述的光刻裝置，還包括控制器，該控制器根據所述支撐件在該移動方向上的加速來驅動該致動器。
3.如權利要求2所述的光刻裝置，其中，該控制器布置成與該支撐件在該移動方向上的加速基本上成比例地驅動該致動器。
4.如權利要求1所述的光刻裝置，其中，所述活動部件包括第一臂和第二臂，該第一臂在樞轉軸和活動部件與構圖部件的接觸部之間延伸，該第二臂在樞轉軸和施力點之間延伸，所述致動器在該施力點將致動力施加在第二臂上，所述第一臂在支撐件的移動方向上相對于所述第二臂平衡。
5.如權利要求4所述的光刻裝置，其中，所述第二臂從施力點到樞轉軸的長度超過第一臂從接觸點到樞轉軸的長度。
6.如權利要求4所述的光刻裝置，其中，所述第二臂的施力點在支撐件的移動方向上相對于所述樞轉軸偏移。
7.如權利要求6所述的光刻裝置，其中，所述致動器配置成沿垂直于所述移動方向的方向將致動力施加到第二臂上。
8.如權利要求7所述的光刻裝置，其中，所述致動器配置成直接作用在第一活動部件上。
9.如權利要求7所述的光刻裝置，其中，所述致動器配置成經由第二活動部件作用在所述第一活動部件上，該第二活動部件可圍繞第二樞轉軸相對于所述支撐件樞轉。
10.如權利要求9所述的光刻裝置，其中，所述第二活動部件在支撐件的移動方向上相對于所述第二樞轉軸平衡。
11.如權利要求9所述的光刻裝置，其中，所述第二活動部件與第一活動部件可鉸接地連接。
12.如權利要求9所述的光刻裝置，其中，所述第二活動部件包括第三臂和第四臂，所述第三臂從第二樞轉軸延伸到施力點，所述第四臂從樞轉軸延伸到致動器，該第四臂沿該移動方向延伸，其中，該第四臂的長度超過第三臂的長度。
13.如權利要求1所述的光刻裝置，其中，所述致動器包括壓電致動器、直線電機、液壓致動器和氣動致動器中的至少一種。
14.如權利要求13所述的光刻裝置，其中，所述直線電機包括洛倫茨電機。
15.如權利要求13所述的光刻裝置，其中，所述直線電機包括麥克斯韋電機。
16.如權利要求1所述的光刻裝置，其中，所述力致動器裝置還包括移動活動部件的作用范圍的移動機構。
17.如權利要求16所述的光刻裝置，其中，所述移動機構包括氣壓缸、偏心部件、壓電致動器、液壓缸/薄膜中的至少一種。
18.一種平臺裝置，用于使具有基本上扁平表面的對象進行移動，該平臺裝置包括構造成支撐所述對象的支撐件，該支撐件包括沿支撐件的移動方向將力施加到該對象上的力致動器裝置，該力致動器裝置包括(i)活動部件，該活動部件可圍繞與該支撐件連接的樞轉軸樞轉，該活動部件在支撐件的移動方向上相對于該樞轉軸基本平衡，和(ii)致動器，該致動器通過該活動部件將力施加到該對象上。
19.一種用于光刻裝置的支撐組件，其包括用于支撐構圖部件的支撐件；可圍繞樞轉軸進行樞轉的活動部件，該活動部件在支撐件的移動方向上相對于該樞轉軸基本平衡；和致動器，其構造成通過該活動部件將力施加到該構圖部件上。
全文摘要
一種光刻裝置包括構造成支撐構圖部件的支撐件。該構圖部件能夠給圖案在其截面賦予輻射光束以形成帶圖案的輻射光束。該支撐件包括沿支撐件的移動方向將力施加在構圖部件上的力致動器裝置。該力致動器裝置包括一活動部件，該活動部件可圍繞一樞轉軸樞轉并由此與支撐件連接。該活動部件在支撐件的移動方向上相對于樞轉軸基本上平衡。該力致動器裝置還包括一致動器，其通過活動部件將力施加到構圖部件上，由于支撐件沿移動方向的加速而至少部分地補償滑動的信息或危險。
文檔編號H01L21/027GK101021690SQ200710005390
公開日2007年8月22日 申請日期2007年2月14日 優先權日2006年2月14日
發明者F·M·雅格布斯, E·R·盧普斯特拉, H·K·范德斯庫特, A·F·巴克, A·M·范德韋爾, K·F·布斯特拉安, M·K·M·巴根 申請人:Asml荷蘭有限公司