CN100458567C

CN100458567C - 光刻装置，器件制造方法以及该方法制造的器件

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Publication number: CN100458567C
Application number: CNB2004100595899A
Authority: CN
Inventors: F·范德穆伦; H·贾科布斯; M·A·H·特肯
Original assignee: ASML Netherlands BV
Current assignee: ASML Netherlands BV
Priority date: 2003-05-16
Filing date: 2004-05-15
Publication date: 2009-02-04
Anticipated expiration: 2024-05-15
Also published as: KR20040099151A; EP1477852A1; JP2004343120A; EP1477858A2; JP4243219B2; EP1477858B1; EP1477858A3; TW200510951A; KR100656583B1; TWI259937B; US7184121B2; CN1550911A; US20050007574A1; SG115686A1

Abstract

一种光刻装置包括：用于提供辐射投影光束的照明系统；用于支撑构图器件的支撑结构，该构图器件用于使投影光束的横截面具有图案；保持基底的基底台；以及将带图案的光束投影到基底的靶部上的投影系统；在该装置的第一部分和第二部分之间有一能避免碰撞的碰撞保护系统，该装置能被至少一个致动器系统相对移动，所述碰撞保护系统包括：至少一个传感器系统，其测定该装置所述第一部分和第二部分的相对位置和/或相对速度；和一台控制器，在所述传感器系统测定所述第一部分和第二部分的相对位置和/或相对速度预示着潜在的碰撞的时候，控制所述致动器系统来阻止第一部分和第二部分靠近到一起。本发明还涉及一种器件制造方法。

Description

光刻装置，器件制造方法以及该方法制造的器件

技术领域

本发明涉及光刻装置以及利用光刻装置的器件制造方法。

背景技术

光刻装置是在基底的靶部上涂上一层需要的图案的机器。光刻装置能用于例如集成电路的制造中。在这种情况下构图装置例如掩模，可以用来产生对应于集成电路的各个涂层的电路图案。该图案能成像到基底(例如硅片)的靶部上(例如由一个或几个管芯(die)组成)，该基底具有辐射敏感材料层(抗蚀剂)。总的来讲，单个基底还包括接连曝光的邻近靶部的网络。已知的光刻装置包括所谓的步进器，其中通过将整个图案一次曝光在靶部上使每个靶部被辐射；还有所谓的扫描装置，其中通过在给定方向(扫描方向)扫描透过投影光束的图案，同时同步地平行于或反平行于该方向扫描基底使每个靶部被照射。

在制造过程中工作台的运动，例如掩模或基底台的运动，可以在六个自由度方向上进行控制(沿三个相互正交的轴平移以及绕上述轴旋转)。运动能高速进行。在高速运动时工作台的动能很高，碰撞可能导致装置中精密和昂贵的部分被损坏，碰撞可能在几种情况下发生，例如：

在水平方向与确义工作台能运动的区域的装置壁碰撞；

在水平方向与多级器件(在同一区域由两个或更多的工作台工作的步进器件)中的其它工作台碰撞；

在垂直方向与成像系统的部件例如镜头碰撞。

发明内容

本发明的目的就是避免碰撞，或减少由这种碰撞带来的损坏。

根据本发明的一个方面提供的光刻装置包括：

用于提供辐射投影光束的照明系统；

用于支撑构图器件的支撑结构，该构图器件用于使投影光束的横截面具有图案；

保持基底的基底台；以及

将带图案的光束投影到基底的靶部上的投影系统；

其特征在于：在装置的第一部分和第二部分之间有一能避免碰撞的碰撞保护系统，该装置至少能被一个致动器系统相对移动，该碰撞保护装置包括：至少一个传感器系统，以测定该装置第一部分和第二部分的相对位置和/或运动速度；和一台控制器，该控制器在所述传感器系统测定的所述第一部分和第二部分的相对位置和/或运动速度表示潜在碰撞的时候，控制所述致动器系统来防止所述第一部分和第二部分靠近到一起。

碰撞保护系统的设置成能使得光刻装置碰撞中涉及的元件损坏减到最小或减小到零。如果发生碰撞则没有导致昂贵的修补费用，而且光刻装置能在损失很短的生产时间后重新恢复生产。

在本发明的优选实施例中，所述第一部分是基底台，所述至少一个传感器系统用来测量该基底工作台的位置和速度；所述控制器用来根据上述至少一个传感器所测得的位置和速度、到工作台的潜在障碍物的位置信息以及工作台要停止的距离信息，来控制基底台的速度。

碰撞保护装置然后发挥积极的作用来确保碰撞不会发生。工作台相对于障碍物的已知位置决定了工作台允许的最大速度。如果障碍物很近，到达障碍物的速度被限制为很小。实际允许的速度由停止距离计算出来。以这种方式限制运动的速度能保证通常有足够的停止距离来避免碰撞，另外，在最坏的情况下当碰撞的确发生时，速度会很小，从而限制损坏的程度。

在本发明另一个较佳的实施例中，所述控制器用来控制所述致动器系统来保证第一部分和第二部分之间的测量距离大于预期的最小距离和/或保证测量的速度不超过预期的最大速度。

测量的距离和/或速度值允许工作台被控制在预期的范围之内，一最小距离可作为避免碰撞的安全界限，限制最大速度则限制了最大的动能并且减少由碰撞带来的损坏。当速度和距离能被测量的情况下，如果距离变得比最小距离还小，则速度的极限可以设定为在碰撞之前能安全减速的值。

控制器可能是一个开关，当超过预定极限速度时，它能简单地关断移动第一部分和/或第二部分的致动器。可选择地，如果距离小于允许的最小距离，则利用阻尼器或致动器能启动紧急制动或反向运动。

根据本发明的另一个方面所提供的光刻装置包括：

用于提供辐射投影光束的照明系统；

保持基底的基底台；以及

将带图案的光束投影到基底靶部上的投影系统；

其特征在于：在装置的第一部分和第二部分之间有一能避免碰撞的碰撞保护系统，该碰撞由在平行于所述投影系统光轴的第一方向上所述第一部分和第二部分的相对运动而导致。

本发明因此能避免垂直方向的碰撞，例如，在投影系统(或组成投影系统的多个光学引擎中的一个)和基底之间的碰撞。

在本方面的一个实施例中，所述碰撞保护系统还包括：一个边框，其在所述第一方向上突出到所述第一部分至少一个边缘之外，该边框通过至少一个阻尼器连接到所述第一部分，用于相对第一部分运动。

如果发生碰撞，在阻尼器限制传输到第一部分的力的同时，边框相对于第一部分运动。因此当碰撞发生时第一部分能避免受损坏。至少一个阻尼器可以是被动或主动的，可以由例如油阻尼器中的粘结力、电磁效应导致的涡流或摩擦力来操作。作为选择，至少有一个阻尼器可以有弹性或塑性变形，如果阻尼器是弹性型的，例如具有超弹性的形状记忆金属，那么该边框在碰撞之后将回到其先前的位置。这样光刻装置在最短的延迟之后能回到生产中去。

根据本发明的另一方面，提供一种器件制造方法，由以下步骤组成：

提供一个基底；

利用照明系统提供辐射的投影光束；

利用构图装置使投影光束的横截面具有图案；

将带图案的辐射光束投影到基底的靶部上；

特征在于：

测量所述运动部分的位置和/或速度；

确定装置的运动部件和障碍物之间何时将要发生碰撞；

控制上述运动部件的运动来避免和减少碰撞的严重程度。

装置部件在碰撞中导致的破坏能被减少。阻尼力消耗碰撞的力以减小动能，从而保证碰撞的部件不被损坏。

利用测到的位置和/或速度可预测碰撞的发生。例如，运动部件可能已经运动到另一部件周围的安全距离中，或者运动部件可能运动得太快以致于在碰到障碍物之前不能停下来。

当确定碰撞可能发生时，制动力可以用来减小运动部件的速度。理想情况下，制动力能在任何碰撞发生之前使运动停止，然而即使运动没有被停止，它同样可以减少运动部件的动能，并随之减少损坏。优选地制动装置包括第一和第二制动部件和使它们分开的释放机构，该第一和第二制动部件相互偏置并且当相互接触时产生制动力，该释放机构设置为允许上述制动部件在接到制动释放信号或电力故障的情况下结合在一起。

根据本发明的优选实施例，测量步骤可以测量所述运动部件的位置和速度，该方法还包括：

将测得的位置和速度与已知的障碍物的位置和运动部件的停止距离作比较；并且

根据上述比较结果控制运动部件的速度。

因此速度能被控制，使得总有足够的停止距离来避免碰撞。

根据本发明较佳的实施例，测量步骤可以测量上述运动部件和上述障碍物之间的距离和/或测量运动部件向上述障碍物运动的速度，该方法还包括：

控制运动部件的速度来保证测得的距离大于预期的最小距离和/或保证测得的速度不超过预期的最大速度。

在本申请中，本发明的装置具体用于制造IC，但是应该明确理解这些装置可能具有其它应用，例如，它可用于制造集成光学系统、用于磁畴存储器、平板显示器(例如液晶显示器)、薄膜磁头等的引导和检测图案等。本领域的技术人员将理解，在这种可替换的用途范围中，在说明书中任何术语“晶片”或者“管芯(die)”的使用应认为分别可以由更普通的术语“基底”和“靶部”代替。这里指的基底可在曝光之前或之后由例如轨迹工具(track)(主要将抗蚀剂的涂层涂覆到基底并显影曝光过的抗蚀剂的工具)或一个计量或检测工具处理。本申请中公开的内容还可以应用这样或其它的这里可以适用的基底处理工具。另外，基底可以不只一次的被处理，例如为了制造多层集成电路，这里所述的基底也可以指已经包括多个处理层的基底。

这里所述的“辐射”和“光束”包括所有类型的电磁辐射，包括紫外线辐射(UV)(例如具有365，248，193，157或126nm的波长)和远紫外辐射(EUV)(例如具有5-20nm的波长范围)，以及粒子束，如离子束或电子束。

这里所述的“构图装置”应广义解释为能用来在投影光束横截面上赋予图案的装置，例如在基底靶部上创建图案。应该注意给予投影光束的图案可能不完全与基底靶部期望的图案精确对应。一般说来，给予投影光束的图案与在靶部中形成的器件例如集成电路的特定功能层相对应。

构图器件可以是透射的或反射型的，构图装置的例子包括掩模、可编程反射镜阵列，和可编程液晶显示板。掩模的概念是在光刻技术中是公知的，其包括二进制型、交替相移型和衰减相移型的掩模类型，以及各种混合掩模类型。可编程反射镜阵列的一个示例使用微小反射镜的矩阵排列，每一个反射镜能独自倾斜以至于能将入射的辐射光束反射到不同的方向上。这样，反射光束被构图，在构图装置的每个示例中，支撑结构可以是一个框架或工作台，例如，所述结构根据需要可以是固定的或者是可以移动的，以保证构图装置位于例如相对于投影系统的理想位置上。这里任何术语“初缩掩模版”或“掩模”的使用可以看作是与更普遍使用的术语“构图装置”同义。

这里使用的“投影系统”应广义解释成包含各种类型的投影系统，包括折射光学系统、反射光学系统以及反折射光学系统，例如可适当地使用用曝光辐射、或诸如使用浸没流体或使用真空等其它因素。这里任何术语“镜头”的使用可以看作是与更普遍使用的术语“投影系统”同义。

照明系统也可包括各种类型的光学元件，包含用于引导、整形或控制辐射投影光束的折射、反射以及折射反射光学元件，这种元件在下文还可共同地或者单独地称作“镜头”。

光刻装置可能是有两个(两级)或更多的基底台(和/或两个或更多的掩模台)的类型，在诸如“多级”机器中，附加的工作台可被并行使用，或当一个或多个工作台正在被用于曝光时，预备的步骤可在一个或多个其它的工作台上执行。

光刻装置也可是这种类型，其中基底被浸没折射率较高的液体例如水中，从而充满投影系统最后的元件和基底之间的空间。浸没液体也可用于光刻装置中其它的空间，例如掩模和投影系统第一元件之间。浸没技术能增加投影系统的数值孔径是本领域中熟知的。

附图说明

现在仅通过举例的方式，参照示意附图描述本发明的实施例，其中：

图1表示根据本发明一个实施例光刻投影装置；

图2是根据本发明第一实施例中防撞边框的平面图；

图3是根据本发明第一实施例中防撞边框的侧视图；

图4是根据本发明第一实施例中防撞边框上偏心碰撞的平面图；

图5是根据本发明第二实施例中阻尼器排列的平面图；

图6是根据本发明第二实施例中多级装置中两晶片台相对位置的平面图；

图7是根据本发明第三实施例中阻尼器排列的平面图；

图8描绘根据本发明第四实施例中一对基底台的最大速度区域；

图9示出本发明第四实施例中最大速度与距障碍物之间距离的变化图；

图10示出根据本发明第五实施例的光刻装置图；

图11是根据本发明第五实施例传感器阵列的平面图；

图12示出根据本发明第六实施例的光刻装置；

图13示出根据本发明第七实施例的光刻装置；

图14示出根据本发明第八实施例的光刻装置；

附图中相同的附图标记表示相同的部件。

具体实施方式

实施例1

图1是根据本发明一具体实施例的光刻装置的示意图。该装置包括：

一照明系统(照明装置)IL，提供辐射(例如UV辐射和DUV辐射)投影光束PB；

第一支撑结构(例如掩模台)MT，用于支撑构图装置(例如掩模)MA，并与用于将该构图装置相对于部件PL精确定位的第一定位装置PM连接；

基底台(例如晶片台)WT，用于保持基底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并与用于将基底相对于部件PL精确定位的第二定位装置PW连接；

投影系统(例如折射投影透镜)PL，通过构图器件MA将赋予投影光束PB的图案成像到基底W的靶部C(例如包括一个或多个管芯)上。

如这里描述的，该装置属于透射类型(例如使用透射性掩模)，或者该装置是反射类型(例如使用上文提到的可编程反射镜阵列)。

照明装置IL接收从辐射源SO辐射的光束，辐射源和光刻装置可以是分开的机构，例如当辐射源是一个受激准分子激光器时。这种情况下辐射源不看作是光刻装置的一部分，辐射光束在光传输系统BD的帮助下从光源SO发出到照明装置IL，该光传输系统BD由例如合适的导向镜和/或扩束器组成。其它情况下光源也可是该装置的一组成部分，例如当光源是汞灯时，辐射源SO和照明装置IL(如果需要以及光束传输系统BD)总称为辐射系统。

照明装置IL可以包含调整光束的角强度(angular intensity)分布的调整装置AM，一般来说至少照明装置光瞳面的强度分布的外部的和/或内部的径向范围(通常分别称为σ-外和σ-内)能被调整，另外，照明装置IL通常还包括各种其它元件，例如积分器IN和聚光器CO。照明装置提供调整好的辐射光束，也称为投影光束PB，在其横截面具有理想的均匀性和强度分布。

投影光束PB入射到掩模MA上，MA保持在掩模台MT上，通过掩模层MA，该投影光束PB通过镜头PL，镜头将光束会聚到基底W的靶部C上，在第二定位装置PW和定位传感器IF(例如干涉测量装置)的帮助下，基底台WT能精确地移动，例如在光束PB的光路中定位不同的靶部C。类似地，例如在从掩模库中机械取出掩模MA后或在扫描期间，第一定位装置PM和另一位置传感器(图1中位示出)能用来相对于光束PB的光路精确定位掩模MA。总的来讲用长行程模块(粗略定位)和短行程模块(精确定位)可实现目标台MT和WT的运动，上述定位模块是定位装置PM和PW的组成部分。然而在有步进器的情况下(与扫描装置相对)掩模台MT可以只与短行程致动器连接，或被固定。掩模MA和基底W可利用掩模对准标记M1、M2和基底对准标记P1、P2对准。

所示装置可以用于以下优选的模式中：

1、在步进模式中，当给予投影光束的整个图案被一次投影到靶部C上时(例如单次静态曝光)，掩模台MT和基底台WT基本保持静止。然后基底台WT沿X和/或Y方向移动，以使不同的靶部C能被曝光。在步进模式中，曝光区域的最大范围限制单次静态曝光中成像的靶部C的大小。

2、在扫描模式下，当给予投影光束的图案被投影到靶部C上时，掩模台MT和基底台WT同时被扫描，基底台WT相对于掩模台MT的速度和方向由投影系统PL的放大(缩小)和图像的反转特性决定。在扫描模式中，曝光区域的最大范围限制单次动态曝光中的靶部的宽度(沿非扫描方向)，而扫描运动的长度决定靶部的高度(沿扫描方向)。

3、在其它的模式下，保持可编程构图装置的掩模台MT基本上保持静止，当给予投影光束的图案被投影到靶部C时，基底台WT被移动或扫描。在这种模式中，通常使用脉冲辐射源，可编程构图装置在基底台WT的每个移动之后或在扫描过程中两个连续辐射脉冲之间按照需要被更新。这种操作模式能容易的用于无掩模光刻中，无掩模光刻使用可编程构图装置，或诸如上述类型的可编程反射镜阵列的装置。

上述使用的模式的组合和/或变更或使用的完全不同的模式都可被采用。

图2是装有碰撞保护边框2的晶片工作台WT的平面图。图3示出碰撞保护边框2和晶片工作台WT的侧视图。该边框2从晶片工作台WT的边缘突出，并且被安装成使得当有碰撞发生时能相对于晶片台WT移动。

至少有一个阻尼器连接边框2到晶片工作台WT，在这个实施例中由超弹性记忆金属制成，例如像已知的“镍钛诺”(nitinol)的合金族的金属，其由大约相等的镍(重量占55％)和钛的混合物组成。其它结构的阻尼器也可，例如基于油或弹簧的阻尼器或当碰撞发生时有塑性变形的阻尼器。当边框碰撞障碍物时它相对于晶片台WT移动，阻尼器被压缩，到达晶片台WT的冲击力减小，在本实施例中采用超弹性记忆金属使得阻尼器无论是在形状方面还是在重量方面都比用其它备选方案小。

图4示出碰撞保护边框2一端的阻尼器4的排列。两个阻尼器4安装在晶片台WT的两角上，连接晶片台WT和边框2。一棒8附加于碰撞保护边框2上，并通过线性轴承6被限制在单一方向上移动。这样，如箭头10所示偏心碰撞均匀地在两个阻尼器4之间分布，如果没有边框8和轴承6，偏心碰撞将集中在一个阻尼器4上，不能均匀地分布。(边框2往往将沿碰撞力的方向旋转)，偏心碰撞的碰撞力将大于中心碰撞的碰撞力，这将给设计带来问题。

阻尼器的物理设计必须考虑碰撞可能带来的动能和力，不会导致破坏的传递给基底台WT的最大力，以及可允许的最大的碰撞行程。我们期望碰撞行程越小越好，以减小边框2突出工作台WT的距离，并允许更小和更轻的结构。

同样，防防撞边框还包括定位机构以保证正常操作时其保持正确的位置以及在碰撞后返回到正确的位置，防碰撞边框相对于工作台的位置由碰撞检测传感器监控。如果碰撞发生，碰撞检测传感器检测边框的移动并停止制造过程。

尽管图4只示出了工作台WT一侧有边框2的情况，然而根据需要其它侧也能使用上述结构。另外尽管只描述了晶片台WT的碰撞边框的结构，掩模台MT也能采用相同的结构。

实施例2

图5示出第一实施例中防碰撞边框结构的一种替代形式。以下只描述该结构与第一实施例中的不同之处。

该实施例中防碰撞边框2作为单片结构延伸到晶片工作台WT的所有侧边，两个阻尼器4连接在边框2在X方向上距离工作台WT最远的一边和与其正相对的工作台WT的一边之间。一对连接件12，通过销接连接于边框2在Y方向上距离工作台WT最远的一边和与该防碰撞边框2的该边距离最远的工作台的一边之间。该连接件12为平行四边形形状，在+X方向上连接在防碰撞边框2上的位置比连接在工作台WT上的位置远，连接件12是预紧弹簧，当作用力大于预紧力的时候仅会产生Y方向上的变形。

该结构允许机械装置在阻尼器4之间分布X方向上的偏心碰撞力，输入主要是X方向的力，Y方向上的力很小，小于预紧力。因此连接件12不发生变形，也不使平行四边形形状转动，这就阻止了防碰撞边框2的转动并且将力量均匀的在阻尼器4之间分布。

对于Y方向的冲击，由于碰撞力大于预紧力，连接件12行使阻尼器的功能。然而因为防碰撞边框2能旋转，Y方向上没有机械装置在两个连接件12之间分布偏心碰撞力。

当在多个工作台装置中移动时，防碰撞边框的结构根据基底台WT可能面对的障碍物而优化。图6示出在多个工作台装置中移动的两个晶片台WT1，WT2。其移动的区域由直角壁14限定。晶片台WT1能和壁14碰撞或和另一工作台WT2碰撞。在+X和-X方向任何偏心碰撞都能通过上述的连接件12的平行四边形装置在两个阻尼器4之间均匀地分布，在-Y方向晶片台WT1只能与壁碰撞，因此这个方向上的任何碰撞将在通过那边上的碰撞保护边框均匀地分布。在+Y方向晶片台WT1能与另一晶片台WT2碰撞，然而在这种情况下两个工作台之间的小距离导致很低的碰撞速度和比X方向小的碰撞力。因此在连接件12之间没有补偿机械装置来均匀地分布该力的情况下也可能吸收该力(+Y方向上典型的碰撞为3mm)。

在本实施例中只有两个阻尼器和两个预紧弹簧是必需的，这将使整个结构既轻使又不贵。该结构能优化，以阻止防碰撞边框仅沿更可能发生偏心碰撞的方向旋转，本实施例的结构能方便地应用于掩模工作台中以提供碰撞保护。

实施例3

图7示出根据本发明第3实施例的碰撞保护边框结构的平面图，该结构与第一实施例中相同的部分以下将不再赘述。

单片碰撞保护边框2通过8个阻尼器16与晶片台WT相连，与第一实施例相同，阻尼器16由超弹性记忆金属构成，但是诸如油和弹簧阻尼器也可替代使用。碰撞保护边框的每个角都有两个有共同的节点的阻尼器。边框每个角的阻尼器呈三角连接到晶片台WT上。

阻尼器16在压缩负荷下被扣住，仅当施加拉力时起作用。因此当防碰撞边框的一端发生碰撞时两个阻尼器能起作用。在操作中阻尼器16与预紧弹簧操作相同，并且只有当碰撞力大于预张紧力时才发生变形。垂直于碰撞方向的金属丝不会变形，这是因为负载不大于预张紧力。

X和Y方向上的预紧力并不相等，X方向可能的碰撞力和Y方向可能的碰撞力的比例以及边框尺度的比例x∶y都能用于优化x∶y预张紧力的比例。

本实施例的结构容易用于掩模台中，尽管阻尼器的三角设置已经被描述，但是长方形排列同样也可以使用。

实施例4

图8示出本发明第四实施例，该结构与第一实施例中相同的部分以下将不再赘述。

晶片台WT3，WT4形成多级装置中的部分，并且在由壁20限定的共同区域中移动，该实施例中晶片台WT3，WT4不提供碰撞保护，改为至少有一个传感器(没有示出)测量晶片台WT3，WT4的位置和速度。

控制器利用潜在障碍物的位置计算晶片台WT3，WT4允许的最大速度，对于图8中的晶片台WT3，潜在的障碍物是另一晶片台WT4和壁20，控制器根据晶片台WT到障碍物的距离计算允许的最大速度。如图9所示，在本实施例中该方向上到障碍物的距离与最大速度之间呈线性关系。图8中的轮廓线示出将这种关系用于晶片台WT3上，从图8可以看出壁20在-X方向接近晶片台WT3，在这个方向最大速度限制仅约为0.4m/s。然而+X方向仅有的障碍物是另一个晶片台WT4，距离大于100mm，因此这个方向允许的最大速度是2m/s。

在碰撞较易发生的区域，通过这种方式控制速度可以将晶片台WT3的动能控制在很小的状态。另外该最大速度被设置成足够能使晶片台WT3在到达障碍物之前停下来。在这种情况下当控制器测定可能有碰撞发生时，紧急制动被启动，该紧急制动能通过电磁涡流、摩擦或其它装置启动。一个合适的紧急制动器包括两个安装在工作台托架(carrier)上的闸皮，并且被偏压向一个闸杆，例如利用机械弹簧。释放机构例如包括电磁铁，在正常使用时保持闸皮远离闸杆但是当接收到控制器的制动信号时释放闸皮。释放机械装置还用于在电力故障的时候自动释放闸皮，作为选择，当碰撞可能发生时速度可以被反向。

比图9所示的更大的其它最大速度分布也能被使用，例如速度分布能根据每个速度的停止距离计算，这将给出速度分布的非线性变化。

第一至第三实施例中的上述碰撞保护边框都可以提供在可适用本实施例中的最大速度控制系统的光刻装置中。

实施例5

附图10描述本发明第5实施例，该结构与第一实施例中相同的部分以下将不再赘述。本实施例中晶片台WT由磁板24上的平面电动机22驱动，平面电动机在六个自由度被控制(沿三个相互正交的轴平移和旋转)，一镜块26置于晶片台WT之上，已备当晶片与投影镜头PL对准时之用。

光源28安装于装置的一边，相应的检测器30安装于装置的对边。光源28和检测器30刚好设置在投影镜头PL的下方，因此当镜块26靠近投影镜头PL时光源被部分或全部遮挡。

间隙传感器32设置在晶片台较低的边缘上。它们测量平面电动机22的底部与磁板24之间的距离。这提供了从镜块26的顶部到投影镜头PL之间的距离的间接测量。(晶片台WT和镜块26的组合高度已知，因此磁板到投影镜头PL之间的距离也已知)。

在操作中控制器监控光源检测器30的输出，间隙传感器32测定从投影镜头PL到镜块之间的距离。在正常操作的过程中，晶片台被控制来保持晶片台WT到投影镜头PL的距离最小。如果检测到镜块26与投影镜头PL之间的距离太近，紧急制动就被启动，该紧急制动可是主动的，例如使用制动力；或者是被动的，例如关闭电源允许重力能减速晶片台。作为选择，在避免碰撞的紧急情况下晶片台WT能自动地被向下移动。

间隙传感器32还测量垂直速度。控制器限制晶片台WT的垂直速度，并因此在碰撞发生时能减少碰撞造成的损坏。晶片台该最大垂直速度能被选择以使当因为晶片台WT离镜块26太近而产生紧急制动时，重力导致的减速将在碰撞发生前使工作台WT停止。

附图11示出本实施例中激光光源28排列的平面图。它完全地覆盖投影镜头PL以下的区域，但是并不照射在曝光区域32上。

虽然使用垂直距离和垂直速度已经描述本实施例，但是在其它方向同样适用。

实施例6

附图12示出本发明第六实施例，该结构与第五实施例中相同的部分以下将不再赘述。

本实施例中机械限制器34安装于晶片台WT之上。限制器34具有安装在轴承38上的腿使其只能在磁板24上方的水平方向自由移动。然而轴承38不允许限制器34的任何垂直运动。机械限制器34在磁板24上跟随晶片台WT水平运动。

当晶片台WT移动的太高时凸块36与限制器34的顶杆接合，阻止进一步的垂直运动，因此与投射镜头之间的垂直碰撞将不会发生。

虽然限制器的工作使投影镜头PL的元件在碰撞中免受损坏，但是如果凸块36和限制器34之间的接合过于猛烈，晶片台WT有可能遭到损坏。鉴于这个原因间隙传感器检测平面电动机22与磁板24之间的间隙来间接检测凸块36和限制器34之间的间隙，当凸块36到达可能与限制器34接合的距离时，垂直速度被限制在使晶片台可能导致的破坏最小的值。

实施例7

图13示出本发明第七实施例，该实施例与第五实施例中相同的部分以下将不再赘述。

本实施例中碰撞保护边框40置于参考框架之上，该防撞边框40能相对于参考框架垂直移动，并通过阻尼器42置于参考框架之上，碰撞保护边框40的低端延伸到投影镜头PL之下的距离大于需要阻尼器来吸收碰撞的最大的碰撞距离。

当镜块26和投影镜头PL之间发生碰撞时，阻尼器42压缩来吸收产生的冲击力。

碰撞边框的设计旨在使阻尼器需要的碰撞行程最小化，因此使防碰撞边框40必须延伸到投影镜头PL下方的距离最小化。防碰撞边框40和镜面块26之间的间接的距离测量由间隙传感器32提供。有了上述信息，当距离很小时垂直速度能被限制，以减小任何碰撞的动能以及允许的阻尼器42的较小碰撞行程。

上述第一至第三实施例中的技术也能适用于应付偏心碰撞的碰撞边框40中。

实施例8

本发明的第八实施例是在大基底上的光刻印制的装置，例如在大约2m长0.5m宽的用于诸如液晶显示器的平板显示器中的玻璃板上印制。基底W置于基底台WT之上，并在Y方向通过机械装置扫描，多个光学引擎OE-1至OE-n置于基底上框架中交错的阵列上，这样虽然每个光学引擎只成像在基底的一小部分上，但全部的阵列覆盖整个基底的宽度。因为基底W不可能足够平坦，因此每个光学引擎在致动器41的驱动下能独立地在Z方向移动，以至于每个光学引擎投影的图像能最好的聚焦在基底的表面上。光学引擎与基底之间的工作距离很小，尤其是如果光学引擎的最后元件是微透镜阵列的情况，上述距离可与基底中的高度变化相比拟。为获得高的生产量，基底必须高速移动，因此这将使光学引擎和基底之间有相互碰撞的危险。

每个光学引擎因此被提供一个机械碰撞保护系统42，该系统与第一至第三，第六或第七实施例中的相同，都必须适合光学引擎移动而不是基底运动的事实。另外，光学引擎带有传感器43，以测定光学引擎OE与基底W之间的距离。如果距离降低到预期的安全极限以下，将操作致动器41来阻止任何向下的移动和/或提升光学引擎至安全的高度，自动防故障制动装置也可能被启动。与第四第五实施例中相同，安全极限取决于光学引擎和/或基底的运动速度。在Y方向扫描中最好由传感器43感知光学引擎之前位置的基底表面的相对高度，预先给出基底任何提升部分的警示。传感器是与控制聚焦所用的传感器相同的传感器或是单独的传感器。合适的传感器类型包括光刻技术中熟知的水平传感器、干涉传感器、电容传感器、气体计量器等等。

尽管本发明以上已经介绍了各种特殊的实施例，但是可以理解本发明也可以由上述以外的方法实施，上面的描述并不限制本发明。

例如不同的实施例的特征可以相互组合，尤其第一至第三实施例中的碰撞保护边框也可用于第四至第七实施例的系统中。

Claims

1、一种光刻装置，包括：

用于提供辐射投影光束的照明系统；

保持基底的基底台；以及

将带图案的光束投影到基底的靶部上的投影系统；

其特征在于：在该装置的第一部分和第二部分之间有一能避免碰撞的碰撞保护系统，该装置能被至少一个致动器系统相对移动，所述碰撞保护系统包括：至少一个传感器系统，其测定该装置所述第一部分和第二部分的相对位置和/或相对速度；和一台控制器，在所述传感器系统测定所述第一部分和第二部分的相对位置和/或相对速度预示着潜在的碰撞的时候，控制所述致动器系统来阻止第一部分和第二部分靠近到一起。

2、如权利要求1所述的装置，其中：

所述第一部分是基底台，所述至少一个传感器系统用来测量上述基底台的位置和速度；所述控制器用来根据上述至少一个传感器所测得的位置和速度、到该基底台的潜在障碍物的位置信息以及该基底台停止距离的信息，来控制所述基底台的速度。

3、如权利要求1所述的装置，其中

所述控制器用来控制所述致动器系统来保证第一部分和第二部分之间的距离大于预期的最小距离和/或保证测量的速度不超过预期的最大速度。

4、如权利要求1、2或3所述的装置，其中，

所述传感器系统用来测量垂直于所述投射系统光轴方向的所述第一部分和第二部分之间的相对位置。

5、一种光刻装置，包括：

用于提供辐射投影光束的照明系统；

保持基底的基底台；以及

将带图案的光束投影到基底的靶部上的投影系统；

其特征在于：在该装置的第一部分和第二部分之间有一能避免碰撞的碰撞保护系统，该碰撞由在平行于所述投影系统光轴的第一方向上所述第一部分和第二部分的相对运动而导致，

其中所述碰撞保护系统还包括：

一个边框，其沿所述第一方向上在所述第一部分的至少一边处突出，该边框通过至少一个阻尼器连接到所述第一部分，以相对所述第一部分运动。

6、如权利要求5所述的装置，其中所述第一部分是所述投影系统，所述第二部分是所述基底台。

7、如权利要求5所述的装置，其中所述的第一部分是所述基底台，所述第二部分是所述投射系统。

8、一种器件制造方法，包括如下步骤：

提供一个基底；

利用照明系统提供辐射投影光束；

利用构图装置使投影光束的横截面具有图案；

将带图案的光束投影到基底的靶部上；

特征在于：

检测运动部件的位置和/或速度；

测定运动部件和障碍物之间将要发生碰撞的时刻；

控制上述运动部件的运动来避免或减少碰撞的严重程度。

9、如权利要求8所述的方法，其中测量所述运动部件的位置和速度的步骤还包括：

将测得的位置和速度与已知的障碍物的位置和运动部件的停止距离比较；并且

根据上述比较的结果控制上述运动部件的速度。

10、如权利要求8所述的方法，其中测量所述运动部件和所述障碍物之间的距离和/或测量所述运动部件向所述障碍物运动的速度的测量步骤还包括：

控制运动部件的速度来保证测得的距离大于预定的最小距离和/或保证测得的速度不超过预定的最大速度。