CN101971101A - 致动器系统、光刻设备以及器件制造方法 - Google Patents

Abstract

公开一种致动器系统，其具有第一致动器(XP1)和第二致动器(XP2)，配置成控制光刻设备的光学部件的相对位置。第一致动器(XP1)配置成提供光刻设备的第一部件的安装点和光刻设备的第二部件之间、平行于致动方向的位移。第二致动器(XP2)配置成在与第二致动器(XP2)相关的参考质量(M1)和光刻设备的第一部件的安装点之间提供平行于致动方向的位移。第二致动器(XP2)可以被驱动成使得第二致动器(XP2)与参考质量(M1)之间的位移提高第一致动器(XP1)的表观刚度。

Description

致动器系统、光刻设备以及器件制造方法

技术领域

本发明涉及一种系统以及用于定位光刻设备内的光学部件的方法。

背景技术

光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上，通常是衬底的目标部分上的机器。例如，可以将光刻设备用在集成电路(ICs)的制造中。在这种情况下，可以将可选地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成在所述IC的单层上待形成的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或多个管芯)上。通常，图案的转移是通过把图案成像到提供到衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上进行的。通常，单独的衬底将包含被连续形成图案的相邻目标部分的网络。公知的光刻设备包括：所谓的步进机，在步进机中，通过将全部图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标部分；和所谓的扫描器，在所述扫描器中，通过辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描所述图案、同时沿与该方向平行或反向平行的方向同步地扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。也可能通过将图案压印(imprinting)到衬底上的方式从图案形成装置将图案转移到衬底上。

在这种光刻设备中，需要精确地控制一个或更多个光学部件的位置，例如在配置用以调节辐射束的照射系统中的那些光学部件，或在配置用以将图案化的辐射束投影到衬底上的投影系统内的那些光学部件。因此，光刻设备通常结合相对于光刻设备的一个或更多个附加的光学部件精确地定位光刻设备的光学部件的致动器系统。

此外，已有的致动器系统通常尽可能精确地定位光刻设备内的光学部件。这些已有的致动器系统通常结合单个的显示出高刚度水平的致动器，由此最大化光学部件对致动机构的响应的精确度。例如，已有的致动器系统可以结合压电致动器，其显示出相对高的刚度。

然而，已有的致动器系统的总的刚度可能不如单个致动器的刚度一样高。例如，每个致动器可以与机械去耦机构相关，其确保该系统仅沿被驱动方向是刚性的，而沿例如旋转方向等其他方向不是刚性的。虽然这些机械去耦机构是必要的，以便避免在致动器系统的使用期间的机械变形，这些机械去耦机构会导致致动器到光学部件的连接的刚度的显著下降。例如，用于控制光学部件的位置的压电致动器可以具有200N/μm的刚度，同时去耦机构可以仅具有120N/μm的刚度。在这种情形中，压电致动器到光学部件的连接的组合刚度仅为75N/μm，这导致致动器系统的性能变差。

发明内容

因此，需要一种系统和方法，用于在精确地控制光刻设备内的一个或更多个光学部件的位置的同时，将整个刚度保持在一个相对高的水平。

在一个实施例中，提供一种致动器系统，其控制光刻设备内的第一部件相对于光刻设备内的第二部件的位置。致动器系统包括：第一致动器，配置成提供第一部件的安装点和第二部件之间、沿平行于致动方向的方向的位移，以便控制第一部件相对于第二部件的位置。此外，致动器系统还包括第二致动器，用于在与第二致动器相关的参考质量和光刻设备的第一部件的安装点之间提供平行于致动方向的位移。

在另一实施例中，提供一种用于控制光刻设备内的第一部件相对于光刻设备内的第二部件的位置的方法。通过在第一部件的安装点和第二部件之间施加第一位移来控制第一部件相对于第二部件的位置。随后在第一部件的安装点和参考质量之间施加第二位移，并且第二位移的方向平行于第一位移的方向。

在另一实施例中，提供一种光刻设备，其具有：照射系统，配置成调节辐射束；投影系统，配置成将图案化的辐射束投影到衬底的目标部分上；以及致动器系统，其控制光刻设备内的第一部件相对于光刻设备内的第二部件的位置。所述致动器系统包括第一致动器，配置成提供第一部件的安装点和第二部件之间、沿平行于致动方向的方向的位移，以便控制第一部件相对于第二部件的位置。所述致动器系统还包括第二致动器，其在与第二致动器相关的参考质量和光刻设备的第一部件的安装点之间提供位移，并且由第二致动器提供的位移沿平行于由第一致动器提供的位移的方向。

在又一实施例中，提供一种器件制造方法，所述方法包括步骤：用照射系统调节辐射束；使用图案形成装置在辐射束的横截面上将图案赋予辐射束，使用投影系统将图案化的辐射束投影到衬底上，并控制图案形成装置、投影系统或照射系统的第一部件相对于图案形成装置、投影系统或照射系统的第二部件的位置。控制步骤包括：(i)通过在第一部件的安装点和第二部件之间施加第一位移来控制第一部件相对于第二部件的位置；和(ii)在第一部件的安装点和参考质量之间施加第二位移，第二位移的方向平行于第一位移的方向。

本发明其他实施例、特征和有益效果，以及本发明的不同实施例的结构和操作在下文中参照附图进行详细描述。

附图说明

这里附图并入说明书并且形成说明书的一部分，其示出本发明并且与说明书一起进一步用来说明本发明的原理，以允许本领域技术人员能够实施和使用本发明。

图1示出根据本发明一个实施例的光刻设备。

图2示出用于控制光学部件的位置的传统的致动器系统。

图3a和3b示意地表示在图1中示出的致动器系统。

图4是图3a和3b中示出的致动器系统的伯德曲线。

图5示意地示出根据本发明的一个实施例的用于控制光刻设备的光学部件的位置的致动器系统。

图6示出在第一操作模式中被驱动的图5所示的致动器系统的伯德曲线。

图7是图5中的致动器系统的对由致动器提供的位移的响应的伯德曲线。

图8示意地示出用于图5中的致动器系统的控制器。

图9示出在第二操作模式中被驱动的图5所示的致动器系统的伯德曲线。

图10示出根据本发明的一个实施例的用于控制光刻设备的光学部件的位置的致动器系统。

下面将参照附图描述本发明的一个或更多个实施例。在附图中，相同的附图标记表示相同或功能相似的元件。此外，附图标记的最左边的数字表示附图标记首先出现的附图。

具体实施方式

本说明书公开一个或更多个包含或并入本发明特征的实施例。所公开的实施例仅给出本发明的示例。本发明的范围不限于所公开的实施例。本发明由这里的权利要求限定。

所述的实施例和在说明书提到的“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”等表示所述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但是，每个实施例可以不必包括特定的特征、结构或特性。而且，这些段落不必指的是同一个实施例。此外，当特定特征、结构或特性与实施例结合进行描述时，应该理解，无论是否明确描述，实现将这些特征、结构或特性与其他实施例结合是在本领域技术人员的知识范围内。

本发明实施例可以应用到硬件、固件、软件或其任何组合。本发明实施例还可以应用为存储在机器可读介质上的指令，其可以通过一个或更多个处理器读取和执行。机器可读介质可以包括任何用于以机器(例如计算设备)可读形式存储或传送信息的机构。例如，机器可读介质可以包括：只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；磁盘存储媒介；光学存储媒介；闪存设备；传播信号(例如，载波、红外信号、数字信号等)的电、光、声或其他形式，以及其他。此外，这里可以将固件、软件、程序、指令描述成执行特定操作。然而，应该认识到，这些描述仅为了方便并且这些操作实际上是由计算设备、处理器、控制器或其他执行所述固件、软件、程序、指令等的设备来完成的。

图1示意地示出适用于本发明的光刻设备的一个实施例。所述设备包括：照射系统(照射器)IL，其配置用于调节辐射束B(例如，紫外(UV)辐射或深紫外(DUV)辐射)；支撑结构(例如，掩模台)MT，其构造用于支撑图案形成装置(例如掩模)MA，并与用于根据确定的参数精确地定位图案形成装置MA的第一定位装置PM相连；衬底台(例如晶片台)WT，其构造用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并与配置用于根据确定的参数精确地定位衬底W的第二定位装置PW相连；和投影系统(例如折射式投影透镜系统)PS，其配置用于将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如包括一根或多根管芯)上

照射系统可以包括各种类型的光学部件，例如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件、或其任意组合，以引导、成形、或控制辐射。

所述支撑结构支撑，即承载图案形成装置的重量。支撑结构以依赖于图案形成装置的方向、光刻设备的设计以及诸如图案形成装置是否保持在真空环境中等其他条件的方式保持图案形成装置。所述支撑结构可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术保持图案形成装置。所述支撑结构可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的。所述支撑结构可以确保图案形成装置位于所需的位置上(例如相对于投影系统)。在这里任何使用的术语“掩模版”或“掩模”都可以认为与更上位的术语“图案形成装置”同义。

这里所使用的术语“图案形成装置”应该被广义地理解为表示能够用于将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束、以便在衬底的目标部分上形成图案的任何装置。应当注意，被赋予辐射束的图案可能不与在衬底的目标部分上的所需图案完全相符(例如如果该图案包括相移特征或所谓的辅助特征)。通常，被赋予辐射束的图案将与在目标部分上形成的器件中的特定的功能层相对应，例如集成电路。

图案形成装置可以是透射式的或反射式的。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列以及可编程液晶显示(LCD)面板。掩模在光刻术中是公知的，并且包括诸如二元掩模类型、交替型相移掩模类型、衰减型相移掩模类型和各种混合掩模类型之类的掩模类型。可编程反射镜阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置，每一个小反射镜可以独立地倾斜，以便沿不同方向反射入射的辐射束。所述已倾斜的反射镜将图案赋予由所述反射镜矩阵反射的辐射束。

这里使用的术语“投影系统”应该广义地解释为包括任意类型的投影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型和静电型光学系统、或其任意组合，如对于所使用的曝光辐射所适合的、或对于诸如使用浸没液或使用真空之类的其他因素所适合的。“投影系统”可以包括多种光学部件，例如上面有关照射系统所描述的那些。这里使用的术语“投影透镜”可以认为是与更上位的术语“投影系统”同义。

如这里所示的，所述设备是透射型的(例如，采用透射式掩模)。替代地，所述设备可以是反射型的(例如，采用如上所述类型的可编程反射镜阵列，或采用反射式掩模)。

光刻设备可以是具有两个(双台)或更多衬底台(和/或两个或更多的掩模台)的类型。在这种“多台”机器中，可以并行地使用附加的台，或可以在一个或更多个台上执行预备步骤的同时，将一个或更多个其它台用于曝光。

参照图1，所述照射器IL接收从辐射源SO发出的辐射束。该源SO和所述光刻设备可以是分立的实体(例如当该源为准分子激光器时)。在这种情况下，不会将该源SO看成形成光刻设备的一部分，并且通过包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统BD的帮助，将所述辐射束从所述源SO传到所述照射器IL。在其它情况下，所述源SO可以是所述光刻设备的组成部分(例如当所述源SO是汞灯时)。可以将所述源SO和所述照射器IL、以及如果需要时设置的所述束传递系统BD一起称作辐射系统。

所述照射器IL可以包括用于调整所述辐射束的角强度分布的调整器AD。通常，可以对所述照射器IL的光瞳平面中的强度分布的至少所述外部和/或内部径向范围(一般分别称为σ-外部和σ-内部)进行调整。此外，所述照射器IL可以包括各种其它部件，例如积分器IN和聚光器CO。可以将所述照射器IL用于调节所述辐射束，以在其横截面中具有所需的均匀性和强度分布。

所述辐射束B入射到保持在支撑结构(例如，掩模台MT)上的所述图案形成装置(例如，掩模MA)上，并且通过所述图案形成装置形成图案。已经穿过掩模MA之后，所述辐射束B通过投影系统PS，所述投影系统将辐射束聚焦到所述衬底W的目标部分C上。通过第二定位装置PW和位置传感器IF(例如，干涉仪器件、线性编码器或电容传感器)的帮助，可以精确地移动所述衬底台WT，例如以便将不同的目标部分C定位于所述辐射束B的路径中。类似地，例如在从掩模库的机械获取之后，或在扫描期间，可以将所述第一定位装置PM和另一个位置传感器(图1中未明确示出)用于相对于所述辐射束B的路径精确地定位掩模MA。通常，可以通过形成所述第一定位装置PM的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)的帮助来实现掩模台MT的移动。类似地，可以采用形成所述第二定位装置PW的一部分的长行程模块和短行程模块来实现所述衬底台WT的移动。在步进机的情况下(与扫描器相反)，掩模台MT可以仅与短行程致动器相连，或可以是固定的。可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准掩模MA和衬底W。尽管所示的衬底对准标记占据了专用目标部分，但是它们可以位于目标部分C之间的空间(这些公知为划线对齐标记)中。类似地，在将多于一个的管芯设置在掩模MA上的情况下，所述掩模对准标记可以位于所述管芯之间。

可以将所示的设备用于以下模式中的至少一种中：

1.在步进模式中，在将掩模台MT和衬底台WT保持为基本静止的同时，将赋予所述辐射束的整个图案一次投影到目标部分C上(即，单一的静态曝光)。然后将所述衬底台WT沿X和/或Y方向移动，使得可以对不同目标部分C曝光。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制了在单一的静态曝光中成像的所述目标部分C的尺寸。

2.在扫描模式中，在对掩模台MT和衬底台WT同步地进行扫描的同时，将赋予所述辐射束B的图案投影到目标部分C上(即，单一的动态曝光)。衬底台WT相对于掩模台MT的速度和方向可以通过所述投影系统PS的(缩小)放大率和图像反转特征来确定。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制了单一动态曝光中所述目标部分C的宽度(沿非扫描方向)，而所述扫描运动的长度确定了所述目标部分C的高度(沿所述扫描方向)。

3.在另一个模式中，将用于保持可编程掩模的掩模台MT保持为基本静止，并且在对所述衬底台WT进行移动或扫描的同时，将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上。在这种模式中，通常采用脉冲辐射源，并且在所述衬底台WT的每一次移动之后、或在扫描期间的连续辐射脉冲之间，根据需要更新所述可编程图案形成装置。这种操作模式可易于应用于利用可编程图案形成装置(例如，如上所述类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术中。

也可以附加地或可选地采用上述使用模式的组合和/或变体或完全不同的使用模式。

图2示出用于控制光刻设备内的光学部件的位置的传统致动器系统。在图2中，致动器10控制例如在图1中示出的光刻设备内的光学部件11的位置，并且致动器10可以配置成提供沿致动方向12产生位移的力。具体地，致动器10可以提供在致动器安装所在的参考框架13和光学部件11的安装点11a之间沿致动方向12的位移。在一个实施例中，致动器10可以是压电致动器。

在图2中，致动器10通过机械去耦机构14连接到安装点11a。在一个实施例中，机械去耦机构14可以是弯曲件，其布置成沿致动方向12具有相对高的刚度而沿其他方向(例如围绕垂直于致动方向12的轴线的旋转方向)具有相对低的刚度。此外，机械去耦机构可以布置成围绕基本上相互垂直且都垂直于致动方向12的两个轴线具有相对低的刚度。

此外，在图2中，位置传感器15可以测量光学部件11相对于参考框架13的位移和/或位置中的至少一个。

图2中的致动器系统包括用以定位光学部件11的单个致动器。然而，致动器系统，例如在图2中描述的，可以包括配置用以控制处于多个运动模式的光学部件11的位置的多个致动器。例如，致动器系统可以包括三个致动器，配置成控制光学部件11的旋转移动。

图3a和3b示意地表示了在图2中示出的传统的致动器系统。在图3a和3b中，光学部件11的质量用m₁表示。在图3a中，致动器系统可以看成具有刚度c₁的产生串联位移xp₁的位移致动器。替换地，如图3b所示，致动器系统可以看成在等于c₁xp₁的平行力F₁作用下具有刚度c₁。本领域技术人员将会认识到，在图3a和3b中示出的示意模型是等同的。

此外，在图3a和3b中示出的系统的共振频率可以由下式确定：

$f=\frac{1}{2\mathrm{\π}}\sqrt{\frac{c_1}{m_1}}---\left(1\right)$

对于低频率，即那些低于共振频率的频率，具有质量m₁的光学部件11的位移大约等于xp₁。对于较高的频率，即高于共振频率的频率，质量m₁被去耦，并且c₁可以被看成不存在。在这种实施方式中，m₁的位移变成与频率的平方成反比。

图4是用于图3a和3b中的传统致动器系统的伯德曲线，其中质量m₁是10kg，刚度c₁为100N/μm。如图4所示，致动器系统的共振频率接近500Hz。

图5示意地表示根据本发明的一个实施例的用于控制光刻设备内的光学部件的位置的致动器系统。在图5中，提供参考质量m₂并使用具有刚度c₂并提供位移xp₂的第二致动器连接到质量为m₁的光学部件。

如图5所示，参考质量m₂可以是自由质量，即仅连接到第二致动器的质量。因此，参考质量m₂可以不要求机械去耦机构。此外，参考质量m₂可以显著小于光学部件的质量m₁。然而，正如下面描述的，通过第二致动器的适当的驱动，控制光学部件位置的第一致动器10的有效刚度可以提高。

对于低于系统的任何共振频率的频率，质量m₁的光学部件的位移保持大致等于xp₁。位移xp₂不影响质量m₁的光学部件的位置。

图6是在第一致动器xp₁致动时图5中的系统的响应的伯德曲线。在图6的实施例中，光学部件11的质量m₁保持为10kg，刚度c₁为100N/μm，参考质量的质量m₂为1kg，刚度c₂为20N/μm。

如图6所示，图3a和3b中示出的系统由于附加的参考质量m₂的质量，使得原始共振频率500Hz下降为460Hz。此外，将刚度c₂和参考质量m₂组合的结果是额外的共振频率被引入在770Hz。

在一个实施例中，与参考质量m₂相关的致动器被控制成使得位移xp₂被致动成与xp₁成比例。在这种实施例中，系统的最低共振频率可以减小，由此提高了系统的有效刚度。

为了实现对与参考质量m₂相关的致动器的控制，必须计算下面的转换：

$\frac{x_1}{{\mathrm{xp}}_1}=\frac{N1\left(s\right)}{D\left(s\right)}---\left(2\right)$

$\frac{x_1}{{\mathrm{xp}}_2}=\frac{N2\left(s\right)}{D\left(s\right)}---\left(3\right)$

其中，x₁是质量m₁的位置。等式(2)和(3)中，x₁随xp₁和xp₂的响应由相同的分母多项式D(s)决定，但是分子多项式N1(s)和N2(s)不同。

函数D(s)包含两组复极(complex pole)。在图6的实施例中，一组复极对应共振频率460Hz，同时另一组对应770Hz的共振频率。当计算函数D(s)，选择具有最小频率的一组复极，并且在上面的例子中，所选择的组将对应于460Hz共振频率。一旦选择了函数D(s)的复极，计算增益k使得在N1(s)+kN2(s)中的零点与前面从D(s)中选择的组匹配。在一个实施例中，k仅是增益，但是更通常地，k可以是传递函数(transfer function)k(s)。

在一个实施例中，增益k是用于确定xp₂的致动的比例因子，并且可以找到k使得两个本征频率中的最低频率被零相消(cancelled)。因此，如果xp₂被控制成与xp₁以因子k成比例，则来自到致动动作x₁的控制信号的传递函数不再显示最低的共振频率，因为其被零相消。

如图7所示，由xp₁到x₁和xp₂到x₁的传递或变换的伯德曲线可以得出替换的解释。对于低频率，x₁与xp₁一起移动，因此存在比值1，这在伯德曲线中导致平的0dB-线，如图中实心线所示。另一方面，xp₂对x₁仅具有极小的影响，这导致极低的随频率二次方地升高(“+2斜率”)的增益，如虚线所示。两个变换或传递具有完全相同的共振峰值，但是值不同。同样，对低频率和在第一共振频率及以上的频率，两个传递函数的相恰恰差180度。因此，如果在第一共振处两个传递函数的峰值的大小相同，两个传递函数相加导致第一共振恰好相消。在这个实施例中，因子k恰好是需要用来使得从xp₂到x₁的传递函数中的峰值大小等于从xp₁到x₁的传递函数中的峰值的增益。换句话说，在第一共振频率处，k*xp₂和xp₁导致x₁的相同的共振值，但是具有相反的符号，因此彼此抵消。

这种方案的应用在图8中示出。受控机构具有两个输入xp₁和xp₂和一个输出x₁。输出由控制器控制。控制器的输出被发送到致动器xp₁，并且在乘以k之后，还发送到xp₂。控制器必须控制的传递函数具有高频共振峰值，实现较大的控制器带宽，因而更好地追随控制器设定点。

从这些分析，k可以采取下面的形式：

$k=\frac{-c_1(c_1{m}_2-c_2{m}_1+c_1{m}_2-\sqrt{c_2^2{m}_2^2+2c_2^2{m}_2{m}_1+2c_2{m}_2^2{c}_1+c_2^2{m}_1^2-2m_1{m}_2{c}_1{c}_2+c_1^2{m}_2^2})}{c_2(c_2{m}_2+c_2{m}_1+c_1{m}_2-\sqrt{c_2^2{m}_2^2+2c_2^2{m}_2{m}_1+2c_2{m}_2^2{c}_1+c_2^2{m}_1^2-2m_1{m}_2{c}_1{c}_2+c_1^2{m}_2^2})}$

(4)

在上述的实施例中，k等于6.7417。因此，第二致动器以与第一致动器相同的符号驱动，但是xp₂的振幅比xp₁大6.7417倍。在一个实施例中，致动器被控制成提供规定的位移。依赖于所使用的致动器的性质，提供给致动器的控制信号可以对应于将要被每个致动器提供的实际位移，或可以对应于将由每个致动器提供的力、以便提供所需的位移。

图9示出该系统被驱动成使得由第二致动器提供的位移与由第一致动器提供的位移成k倍时的伯德曲线。如图所示，仅有的保留的共振频率是新引入的共振频率，即770Hz共振频率，其由设置第二致动器和参考质量而被引入。然而，因为参考质量m₂可能是小，并且可能不存在去耦机构影响刚度c₂，这个新的频率可以显著地高于原始频率，由此提高系统的有效刚度。

图10示出根据本发明的一个实施例的用于控制光刻设备的光学部件的位置的致动器系统。与图2中的系统类似，提供致动器20以相对于参考框架23控制光学部件21在致动方向22上的位置。机械去耦机构24设置在致动器20和其所连接的光学部件21的安装点21a之间。在一个实施例中，致动器20可以是压电致动器。

此外，第二致动器26将参考质量27连接到光学部件的安装点21a。在一实施例中，第二致动器26可以是压电致动器。致动系统还包括控制器30，布置用以分别提供控制信号给第一和第二致动器20和26，以便提供所需的致动力以提供所需的位移。具体地，控制器30可以配置成驱动第二致动器26，使得光学部件21的安装点21a和参考质量27之间设置的位移与光学部件21的安装点21a和参考框架23之间通过第一致动器20提供的位移成比例。尤其地，由第一和第二致动器20和26提供的位移的比例常数可以使用等式(4)中提供的公式来确定，如对于具体的致动器系统所规定的。

位置传感器25可以设置用以测量光学部件相对于参考框架23a连接位置传感器的部分的位移和/或位置。在一个实施例中，并且如图10所示，位置传感器25可以安装到相同的安装第一致动器20的参考框架23。替换地，例如位置传感器可以安装到与安装第一致动器20的参考框架不同的分离的参考框架，以便减小安装第一致动器20的参考框架中引入的任何震动的影响。

在图10的实施例中，第一致动器20直接安装到参考框架23并且通过机械去耦机构24连接到光学部件21。然而，在附加的实施例中，这些部件各自连接的次序可以相反。例如，机械去耦机构24可以安装到参考框架23，而致动器可以安装在机械去耦机构24和光学部件21之间。

在图10中，安装点21a是光学部件21的一部分。然而，在附加的实施例中，安装点21a可以是分离的部件，包括但不限于光学部件21的其他部件可以安装至所述部件。替换地，安装点可以是机械去耦机构24的一部分。此外，第二致动器26可以安装到光学部件21的分离的安装点处。

此外，如图10所示，第二致动器26在参考质量27和光学部件21的安装点21a之间沿平行于第一致动器20的致动方向22的方向提供位移。在附加的实施例中，第一和第二致动器20和26不需要沿相同的方向操作，并且依赖于系统的构造，第一和第二致动器20和26可以沿相互相反的方向操作。在这样的实施方式中，比例常数k可以是负的。

在图10中，致动器20控制光学部件21的位置，并且第二致动器26用于改善致动器系统的表观的刚度。然而，在附加的实施例中，在不脱离本发明的精神或范围的条件下，诸如光学部件21等光学部件可以通过具有多个致动器的致动器系统控制。在这样的实施例中，可以在多个自由度上控制光学部件的位置。

例如，光学部件21可以由具有三个分别对应于第一致动器20的致动器的致动器系统控制。在这样的情况下，用于控制光学部件21的位置的致动器的每一个可以以与第二致动器26和参考质量27相对应的方式设置有致动器和参考质量，以便提高致动器系统的表观刚度。

以本发明的方式提高致动器系统的表观刚度的优点是可以想到的。例如，将致动器系统的刚度提高两倍可以将跟随性能(tracking performance)提高相同的量，即光学部件的移动与想要的移动的对应关系。这可以显著地提高图案化辐射束投影到衬底上的重叠精确度。

虽然已经描述了本发明的致动器系统用于控制光刻设备中的光学元件(例如照射系统或投影系统的光学元件)的位置，但是应该认识到，本发明的致动器系统可以用于控制光学设备的任何部件相对于光刻设备中的其他部件的位置。

虽然本申请详述了光刻设备在制造ICs中的应用，应该理解到，这里描述的光刻设备可以有制造具有微米尺度、甚至纳米尺度的特征的部件的其他应用，例如制造集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCDs)、薄膜磁头等。本领域技术人员应该看到，在这种替代应用的情况中，可以将其中使用的任意术语“晶片”或“管芯”分别认为是与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。这里所指的衬底可以在曝光之前或之后进行处理，例如在轨道(一种典型地将抗蚀剂层涂到衬底上，并且对已曝光的抗蚀剂进行显影的工具)、量测工具和/或检验工具中。在可应用的情况下，可以将这里公开内容应用于这种和其他衬底处理工具中。另外，所述衬底可以处理一次以上，例如为产生多层IC，使得这里使用的所述术语“衬底”也可以表示已经包含多个已处理层的衬底。

这里使用的术语“辐射”和“束”包含全部类型的电磁辐射，包括：紫外辐射(UV)(例如具有或约为365、248、193、157或126nm的波长)或极紫外辐射。

在允许的情况下术语“透镜”可以表示不同类型的光学部件中的任何一种或其组合，包括折射式的和反射式的光学部件。

尽管以上已经描述了本发明的具体实施例，但应该认识到，本发明可以以与上述不同的方式来实现。例如，本发明可以采用包含用于描述一种如上面公开的方法的一个或更多个机器可读指令序列的计算机程序的形式，或具有存储其中的所述计算机程序的数据存储介质(例如半导体存储器、磁盘或光盘)的形式。此外，机器可读的指令可以嵌入到两个或更多个计算机程序。所述两个或更多个计算机程序可以存储在至少一个不同的存储器和/或数据存储媒介中。

上述控制器可以具有任何合适的用于接收、处理以及发送信号的配置。例如，每个控制器可以包括一个或更多个用于执行计算机程序的处理器，计算机程序包括用于上述方法的机器可读指令。控制器还可以包括用于存储这种计算机程序的数据存储介质，和/或用以接收这种介质的硬件。

这些实施例可以应用于任何浸没光刻设备，并且示例的设备可以包括但不限于上面提到的类型。

本发明的一个或更多个实施例可以应用于任何浸没式光刻设备，其中浸没液体以浴器形式提供、被限制到衬底的局部表面区域或者是非限制的。在非限制布置中，浸没液体可以流过衬底和/或衬底台的表面，使得基本上衬底和/或衬底台的整个未覆盖表面被浸湿。在这种非限制的浸没系统中，液体供给系统可以不限制浸没液体或其可以提供一定比例的浸没液体限制，但是基本上不是完全的浸没液体限制。

这里所述的液体供给系统应该广义地解释。在特定的实施例中，其可以是提供液体到投影系统和衬底和/或衬底台之间的空间的一种机构或结构的组合。这种液体供给系统可以包括一个或更多个结构、一个或更多个液体入口、一个或更多个气体入口，一个或更多个气体出口和/或提供液体到空间的一个或多个液体出口的组合。在一个实施例中，所述空间的表面是衬底和/或衬底台的一部分，或者所述空间的表面完全覆盖衬底和/或衬底台的表面，或者所述空间包围衬底和/或衬底台。液体供给系统可以任意地进一步包括一个或更多个元件，用以控制液体的位置、数量、品质、形状、流量或其他任何特征。

用于所述设备中的浸没液体根据所需的性能和所使用的曝光辐射的波长具有不同的成分。对于193nm曝光波长来说，可以使用超纯水或基于水的合成物，并且基于这个原因，浸没液体有时被称为水，并且与水相关的术语，例如亲水、疏水、湿度等可以使用，但是它们应该被广义地理解。本发明希望这些术语还能够覆盖其他可以使用的高折射率的液体，例如含氟的烃或碳氢化合物。

结论

虽然上面描述了本发明的多个实施例，但是应该理解，上面描述的内容是例证性的，而不是限定的。因而，应该认识到，本领域的技术人员在不脱离以下所述权利要求的范围的情况下，可以对上述本发明进行更改。因而，本发明的宽度和范围应该不受到上面所述示例性的实施例的任一个的限制，而应该由权利要求及等价物限定。

应该知道，是具体实施方式而不是发明内容和摘要部分用来说明和解释权利要求。发明内容和摘要部分可以给出一个或更多个、但不是本发明想要说明的本发明的全部示例性实施例，因而不能限制本发明和未决的权利要求。

Claims (15)

1.一种用于控制光刻设备内的第一部件相对于光刻设备内的第二部件的位置的致动器系统，包括：

第一致动器，配置成提供第一部件的安装点和第二部件之间、沿平行于致动方向的方向的位移，以便控制第一部件相对于第二部件的位置；和

第二致动器，配置成在与第二致动器相关的参考质量和光刻设备的第一部件的安装点之间提供位移，

其中由第二致动器提供的位移的方向平行于由第一致动器提供的位移。

2.如权利要求1所述的系统，还包括：

控制系统，配置成提供控制信号给第一和第二致动器，使得由第二致动器提供的位移与由第一致动器提供的位移成比例。

3.如权利要求1或2所述的系统，其中与第二致动器相关的参考质量连接到第二致动器。

4.如权利要求1、2或3所述的系统，还包括：

去耦机构，配置成将第一致动器连接到第一部件的安装点，

其中去耦机构配置成使得第一致动器到第一部件的安装点的连接在平行于致动方向的方向上具有相对高的刚度并且在至少一个其他方向上具有相对低的刚度。

5.如权利要求4所述的系统，其中去耦机构在围绕平行于所述致动方向的轴线的旋转方向、围绕垂直于所述致动方向的第一轴线的旋转方向以及围绕垂直于所述致动方向和所述第一轴线的第二轴线的旋转方向中的至少一个方向上具有相对低的刚度。

6.如权利要求1到5中任一项所述的系统，还包括：

去耦机构，配置成将第一致动器连接到光刻设备的第二部件，

其中去耦机构配置成使得第一致动器到光刻设备的第二部件的连接在平行于所述致动方向的方向上具有相对高的刚度并且在至少一个其他方向上具有相对低的刚度。

7.如权利要求6所述的系统，其中去耦机构在围绕平行于所述致动方向的轴线的旋转方向、围绕垂直于所述致动方向的第一轴线的旋转方向以及围绕垂直于所述致动方向和所述第一轴线的第二轴线的旋转方向中的至少一个方向上具有相对低的刚度。

8.如权利要求2到7中任一项所述的系统，其中控制系统提供控制信号给第一和第二致动器，使得由第二致动器提供的位移是由第一致动器提供的位移的k倍，和

其中

$k=\frac{-c_1(c_1{m}_2-c_2{m}_1+c_1{m}_2-\sqrt{c_2^2{m}_2^2+2c_2^2{m}_2{m}_1+2c_2{m}_2^2{c}_1+c_2^2{m}_1^2-2m_1{m}_2{c}_1{c}_2+c_1^2{m}_2^2})}{c_2(c_2{m}_2+c_2{m}_1+c_1{m}_2-\sqrt{c_2^2{m}_2^2+2c_2^2{m}_2{m}_1+2c_2{m}_2^2{c}_1+c_2^2{m}_1^2-2m_1{m}_2{c}_1{c}_2+c_1^2{m}_2^2})}$

其中，m₁是第一部件的质量；

m₂是参考质量的质量；

c₁是第一部件和第一致动器之间的连接的刚度；和

c₂是参考质量和第一部件之间的连接的刚度。

9.一种光刻设备，包括：

照射系统，配置成调节辐射束；

投影系统，配置成将图案化的辐射束投影到衬底的目标部分上；和

致动器系统，配置成控制光刻设备内的第一部件相对于光刻设备内的第二部件的位置，其中所述致动器系统包括：

第一致动器，配置成提供第一部件的安装点和第二部件之间、沿平行于致动方向的方向的位移，以便控制第一部件相对于第二部件的位置；和

第二致动器，配置成在与第二致动器相关的参考质量和光刻设备的第一部件的安装点之间提供位移，

其中由第二致动器提供的位移的方向平行于由第一致动器提供的位移。

10.如权利要求9所述的光刻设备，还包括：

多个致动器系统，分别配置成控制第一部件相对于第二部件的位置，

其中所述多个致动器系统中的每一个配置成施加力给第一部件的各个安装点并且使得多个致动器系统控制第一部件的位置。

11.如权利要求9或10所述的光刻设备，其中光刻设备的第二部件是参考框架。

12.如权利要求11所述的光刻设备，还包括位置传感器，配置用以测量第一部件相对于参考框架的位置和位移的至少一个。

13.如权利要求11或12所述的光刻设备，还包括：

第二参考框架；和

位置传感器，配置成测量第一部件相对于第二参考框架的位置和位移的至少一个。

14.一种方法，包括步骤：

(i)通过在第一部件的安装点和第二部件之间施加第一位移来控制第一部件相对于光刻系统的第二部件的位置；和

(ii)在第一部件的安装点和参考质量之间施加第二位移，第二位移的方向平行于第一位移的方向。

15.一种器件制造方法，包括步骤：

用图案形成装置图案化来自照射系统的辐射束；

使用投影系统将图案化的辐射束投影到衬底上；和

控制第一部件相对于第二部件的位置，第一部件是照射系统、图案形成装置和投影系统中的一个，第二部件是照射系统、图案形成装置和投影系统中的一个，其中控制步骤包括，

通过在第一部件的安装点和第二部件之间施加第一位移来控制第一部件相对于第二部件的位置；和

在第一部件的安装点和参考质量之间施加第二位移，第二位移的方向平行于第一位移的方向。

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