CN102782798A - 具有透镜旋转的光刻系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于带电粒子的光刻系统，该光刻系统用于利用多个带电粒子小射束将图像投影在目标上，以将所述图像转印至所述目标，所述系统包括带电粒子柱，该带电粒子柱包括：电子光学子配件，该电子光学子配件包括带电粒子源、准直器透镜、孔阵列、消隐装置以及用于生成多个带电粒子小射束的射束阑；和投影仪，该投影仪用于将所述多个带电粒子小射束投影在所述目标上；所述投影仪通过至少一个投影仪致动器而可移动地包括在该系统中，该投影仪致动器用于相对于所述电子光学子配件移动所述投影仪；所述投影仪致动器被包括以机械地致动所述投影仪，并且向所述投影仪提供移动的至少一个自由度；其中，所述自由度涉及绕该系统的光轴的移动。

Description

具有透镜旋转的光刻系统

技术领域

本发明涉及基于带电粒子的光刻系统，该光刻系统用于利用多个小射束将图像投影在诸如晶片的目标上，以将所述图像转印至所述目标，所述系统包括用于将多个小射束投影在所述目标上的投影仪，和用于相对于彼此定位所述被投影图像和所述目标的至少一个致动器。

背景技术

这种系统通常是已知的，并且因不必使用、改变和安装掩模而具有按需制造和可能较低的工具成本的优势。在WO2007/013802中公开的这种系统的一个示例包括在真空中操作的带电粒子柱，其中带电粒子源包括带电粒子提取装置、用于根据所述提取的带电粒子来生成多个并行小射束的装置、以及包括电极的多个静电透镜结构。该静电透镜结构尤其用于聚焦和消隐小射束的目的。消隐在此通过偏转一个或多个这种通常聚焦的带电粒子束以防止该一个或多个粒子束抵达诸如晶片的目标来实现。为实现将基于计算机的图像图案投影在所述目标上的最终部分，未消隐小射束在最终的这种静电透镜组处，沿所谓的写入方向偏转，作为所述目标的所述成像处理的一部分。

在投影期间，根据已知系统的构思，通过可移动支承体相对于所述带电粒子柱的投影区域引导目标，所述支承体沿除了小射束的所述最终投影偏转的方向以外的、通常横截该小射束的方向移动。在这个处理中，非常高的准确度是最重要的，这意味着复杂且昂贵的致动和定位装置。由于带电粒子束的焦深、要写入的图案的较小尺寸和目标本身的厚度变化的限制，目标的定位对于成功曝光其来说至关重要，并且应当以高精度在宽运动范围上来执行。

然而，到目前为止，目标台在开发无掩模光刻系统方面不是主要问题。因此，据本领域所已知的，大多数无掩模光刻系统与相对简单设计的台架（即，具有低吞吐量和/或有限功能的缺点）相组合。

有关成功曝光的另一复杂化在于这样的事实，虽然该已知带电粒子系统具有用于利用沿写入方向的偏转和目标保持器的移动来补偿目标的XY平面的误差的装置，但不能利用所述偏转和目标保持器的移动来修正旋转误差。所述旋转误差（源自绕投影系统的Z轴和目标的未对准，事实上，源自分别沿X方向和Y方向引导台架时不足的准确度）最终导致位置误差，并且该效应在投影进一步远离旋转的中心发生时增加，由此，更进一步增加了有关针对目标定位系统的旋转误差的准确度需求。与目标平面的准确度需求相比，所述旋转准确度需求典型为更高的量级。

关于找寻合适的目标定位系统，可注意到，供在光刻中使用的目标定位系统通常是已知的，并且通称为晶片台。要定位的目标通常采用晶片的形式。然而，几乎所有的晶片台的实际实施例都来自常规光刻领域，即，基于掩模的光学光刻。这些已知定位系统，尽管可以适用于无掩模光刻，但至少在例如尺寸、成本以及真空兼容性的意义上通常不适用于无掩模光刻系统。而且，如通常呈现在致动器（具体来说，诸如洛伦兹（Lorentz）电动机的电磁致动器）处的电磁散射场（electromagnetic dispersion field）在带电粒子投影系统中通常不合乎需要，因为这些电磁场负面地影响了曝光的质量。在使用时，电磁致动器不变地需要复杂的磁屏蔽，以增加无掩模光刻系统的复杂性和成本。

在定位系统的实施例结合带电粒子曝光系统公开的情况下，到目前为止，它们具有概念性或相对昂贵的性质，适于原型研究目的，而非大规模制造。目标定位系统的实际实施例（即，晶片台）通常包括稳固的基架，在该基架上安装有所谓的夹盘（chuck），所述夹盘可以按沿至少一个方向相对该基架移动的这种方式来安装。所述夹盘支承目标（通常为要曝光的晶片）。由于与所需准确度相比，运动的范围非常大，因而通常通过按针对大范围运动（一般受限为2自由度）的长行程和具有高达6自由度的更准确地控制的短行程来划分移动，来实现该移动。

已知定位系统的实施例还包括所谓的计量框架或量测框架，短距离放置在固定有投影系统（例如，带电粒子柱）的基架顶部。所述量测框架典型地具有高质量，以便阻尼通常为振动形式的高频干扰，并且防止所述干扰妨碍该投影系统。出于同一目的，如果没有消除联接器，则其通常通过振动阻尼经由所述基架以机械方式耦接至地。该量测框架还充任进行位置测量的基准。

一般来说，在已知系统中，目标（例如，夹盘上的晶片）的位置和取向的测量通过高度精确的激光干涉仪关于量测框架来进行。该测量系统实时操作并且沿多达相对于光刻系统的量测框架的6个轴来准确地确定目标的位置。而且，相对于投影系统测量晶片定位系统上的晶片的位置和取向。所述测量系统（还称为计量系统）在商业可获得到光刻系统中代表了晶片定位系统的昂贵部件。所述夹盘的实际定位利用致动器基于这些测量，通过能够准确地定位该夹盘的控制系统来执行。

这样一种实际具体实施的，即工业化的晶片定位系统从基于掩模的光刻技术的所述领域获知，并且表示在专利公报US5969441中。这种已知装置被用于光学光刻装置以同时保持并定位多个目标。该系统使用两个目标保持器，主要是为了增加制造输出，也称为晶片吞吐量。每一个目标都沿X方向和Y方向两者定位。在该系统中，要复制许多特征部，意味着技术上复杂化且昂贵的解决方案。作为带电粒子束系统（一般为无掩模系统），因它们的性质而具有相对较低的制造输出；在光刻技术中因高晶片吞吐量而带来的这种增加的复杂性是不必要的并且实际上是不需要的。因而，至少这种已知工业目标台与现代带电粒子束系统（具体来说，无掩模光刻系统）的组合不是所希望的。这种已知系统的另一缺点在于，其没有提供用于沿Z方向调节的装置，并由此不能够修正沿Z方向的误差，例如，因目标的厚度变化而造成的误差。

WO2004/040614描述了一种用于将图像曝光到晶片上的带电粒子投影系统。在这种已知系统中，带电粒子束沿垂直于扫描方向（即，目标晶片的移动方向）的方向偏转。通过调节垂直于扫描方向的偏转的定时，可以修正所投影图像的定位。然而，这种定时调节仅允许沿一个方向的修正，有效地仅仅具有一个自由度。这种方法不能够修正沿Z方向的误差，例如，因目标的厚度变化而造成的误差，和因旋转误差而造成的绕Z轴的旋转。

US2005/0201246描述了一种粒子光学投影系统，其旨在通过测量目标上的几个位置上的Z位置，并且计算用于补偿的所需透镜参数，来补偿图像位置与目标位置之间的相对于轴向（即，Z方向）的偏差。根据US2005/0201246，这种调节接着可以通过电磁透镜、静电透镜或机械移位来实现。在后一情况下，该文献没有教导怎样可以实现沿Z方向的调节。这种已知方法不允许补偿绕Z轴的旋转误差，其在技术上更具有实现挑战性，尤其是在多束带电粒子系统中。

另一晶片定位系统从US6353271获知。该公报描述了供在极紫外（EUV）光刻技术中使用的晶片扫描台。这里公开的系统调节沿Z方向的误差和绕Z轴的旋转两者，提供了总计6自由度（DOF）。在这种已知系统中，广泛数量的控制轴意味着利用单片镜和激光干涉仪的复杂的6DOF测量系统，以测量和控制所有的自由度。这种类型的测量和控制系统通常是昂贵的，增加了光刻装置的总成本。这种已知系统的另一缺点在于，其使用洛伦兹电动机来致动，意味着电磁散射场。因此，如果不禁止这种已知目标定位系统与带电粒子束光刻系统的任何组合，则这种特征复杂化，如目前所做的。

发明内容

针对已知目标定位系统（通称为台架）的上述缺点，本发明的一个目的是，提供一种定位系统，该定位系统更好地、至少合理地适于具有制造级吞吐量、经济性的无掩模光刻系统，并且适于当前带电粒子光刻系统的性质（包括其低成本性质和相对低的吞吐量需求）。具体来说，本发明的一个目的是，在不牺牲系统的准确度的情况下，缩减提高成本的已知晶片台的准确度需求。

根据本发明，缩减已知晶片台的准确度需求是，根据基于本发明的基本见解，通过在光刻系统的带电粒子柱中执行定位系统的所需定位动作的一部分来实现的。为此，并且根据本发明，该带电粒子柱适于在投影透镜中包括一个或多个自由度以使实现这种定位，并且大致将定位划分为由投影透镜执行的短行程部分和由夹盘执行的长行程部分。

为实现这种目的，本发明辨别带电粒子柱内的投影仪。除了最终的投影透镜和出于偏转目标上的聚焦点的目的（例如，用于“写入条纹”）而偏转小射束的小射束偏转器以外，该投影仪（优选地作为单元被包括）在所述偏转器和透镜之前还包括在到目标的小射束路径中的孔阵列。

在本发明中，计量框架和保持目标晶片的夹盘利用目标定位系统中的多DOF致动器被优选地定位成在整个投影周期期间保持彼此平行。带电粒子柱中的附加自由度（特别是在投影仪中）则辅助调节可能出现的或者可能已经存在于光学柱中的几类对准误差。由于投影透镜阵列执行安装在稳定且准确地定位的计量框架上的所述调节，所以该投影透镜阵列非常适于执行该任务。

为了将目标晶片定位成最终平行于投影透镜，晶片台组件应当被制造得显著平坦（因为台架中的所有组件将对台架的总公差和平坦性作贡献），或者该台架将必须能够修正沿Z、Rx以及Ry方向的误差，即，沿X平面和Y平面的旋转。在后一情况下，这意指需要额外的控制轴以及高度测量系统。与此相反，将台架组件构造得尽可能平坦允许不需要高度测量系统的相对简单的晶片台设置，但这种设置不能够主动控制沿Z方向的干扰。

目标晶片不变地具有几百纳米数量级的厚度变化，其在未被修正时将导致投影误差。利用投影透镜阵列具有相对较大的聚焦深度的见解，可实现的是，光刻系统现在适于在投影透镜阵列中利用所述一个或多个自由度来修正目标晶片的所述厚度变化。具体来说，Z、Rx和Ry控制确保关于投影透镜阵列准确地定位遍布抗蚀剂层的平均平面。

本发明的另一优点是：与否则将在晶片台中执行的关于基架定位夹盘相比，需要准确地定位投影透镜的行程显著更小。根据另一见解，已经实现的是，投影透镜的这种较小行程允许使用压电致动器，而非洛伦兹电动机（如根据现有技术实施例获知的）。压电致动器具有不发射电磁散射场的优点，其在带电粒子光刻系统中是高度希望的，缩减了对复杂电磁屏蔽的需要。

通过利用对投影仪的关于量测框架的致动和定位，执行沿投影透镜和目标的平面（即，垂直于光轴的平面）的定位，显著简化了长行程测量系统。由此显著降低了对夹盘和晶片台的准确度需求。投影仪现在仅必须考虑短行程的相对较小误差，使得能够使用相对简易的电容式测量系统。

本发明还提供了用于执行调节带电粒子系统中的对准误差的能力。在装配带电粒子柱期间，必须采取极大的关注，以彼此相对地正确对准包括在带电粒子系统中的组件。具体来说，对于投影仪来说这是必要的，其中，诸如包括静电透镜的偏转板的若干组件按500nm内的相对高的准确度定位在它们的所需位置。带电粒子系统中的、图像在目标上的最终投影所涉及的其它组件以微米准确度被定位。一般来说给定带电粒子曝光系统的这些高准确度需求，和尤其是投影仪的需求，组件的这种必需对准皆是昂贵且耗时的。如通过本发明实现的、能够利用一个或多个自由度来补偿旋转误差和沿Z方向的误差的对准需求的缩减不仅在先进的技术节点方面是高度希望的，而且也可供当前技术节点使用。

利用投影仪执行定位动作的一部分的另一优点是解决了由晶片定位系统产生的旋转误差。该优点与先前优点结合，缩减了对光刻系统的测量系统的有关旋转误差的总体需求，事实上，缩减至与其它需求相同的量级，这对于制造来说是高度希望。

本发明还认识到，与台架、夹盘以及晶片的组合质量相比，必须在带电粒子柱的投影仪中移动和定位的质量低得多，由此缩减了控制系统的载荷，从而利用了与晶片定位系统相比投影仪的质量低得多的事实。这在高频运动（即，高速运动）的情况下尤其是这样。由此，本发明降低了移动的质量，使得能够具有使用更高速的运动的能力，其又允许增加制造输出，即，每小时加工的晶片数。

基于本发明的另一见解在于，可以非常好地执行所需定位部分的这种包含，其简单且成本合算。在后一方面，例如，若干压电致动器与弹簧部件和电容式传感器中的组合可以被用于实现其。这种致动器、弹簧部件以及传感器通常是已知的、广泛可获的而且不过度昂贵。

在一实施例中，投影仪通过使用压电致动器通过绕投影仪的光轴旋转该投影仪来调节在带电粒子柱中的位置，而具有附加自由度。通过绕其光轴旋转投影仪一定量，所投影的图像实际上在目标上旋转相同量。用于旋转的能力通过柔性底座来提供。在此使用的压电致动器仅沿一个方向施加力，其使用是通过提供可弹性变形部件（另选地表示为诸如螺旋盘簧的弹簧部件）来实现的，以沿与压电致动器相反的方向施加力。设置电容式传感器，以高准确地测量投影仪关于电子光学柱的框架的位移，由此，向控制系统提供位置反馈。

在本发明的另一详细描述中，投影仪设置有两个附加组的压电致动器、弹簧部件以及电容式传感器。利用附加的这些组，投影仪具有3自由度：绕Z轴的旋转、沿X方向的平移和沿Y方向的平移。现在，根据本发明另一详细描述的3DOF系统还被用于补偿整个系统中的对准误差。

根据本发明，投影仪的实施例还包括：三个附加的压电致动器、三个附加的弹簧以及三个附加的电容式传感器。

利用在所述附加压电致动器的三角布局中的精心布置，投影仪现在具有6自由度，在先前实施例上还获得了绕X和Y轴的旋转以及沿Z方向的平移。

鉴于上述，根据一方面，本发明提供了一种基于带电粒子的光刻系统，该光刻系统用于：将图像投影在诸如晶片的目标上，利用多个带电粒子小射束将所述图像转印至所述目标，所述系统包括带电粒子柱，该带电粒子柱包括：电子光学子配件，该电子光学子配件包括带电粒子源、准直透镜、孔阵列、消隐装置以及用于生成多个带电粒子小射束的射束阑、和用于将所述多个带电粒子小射束投影在所述目标上以形成图像的投影仪；所述投影仪通过至少一个投影仪致动器而可移动地包括在该系统中，该投影仪致动器用于与所述电子光学子配件相对地移动所述投影仪，所述投影仪致动器被包括用以绕该系统的光轴机械地移动所述投影仪。因而，所述投影仪致动器向所述投影仪提供了移动的至少一个自由度，其中，所述移动的自由度涉及绕该系统的光轴的移动。

在一实施例中，所述致动器包括压电部件。

在一实施例中，所述致动器还包括弹簧部件，该弹簧部件被包括用以抵抗所述压电部件的工作动作。

在一实施例中，投影仪包括投影系统，该投影系统包括带电粒子投影透镜阵列，其中，所述投影系统由一框架承载。

在一实施例中，所述投影仪通过弯曲部支承。在一实施例中，所述弯曲部将投影仪连接至框架。

在一实施例中，所述投影仪通过三个弯曲部支承，投影仪致动器适于沿所述弯曲部中的一个的自由移动的方向动作。

在一实施例中，所述致动器在所述一个弯曲部的附近邻域内与所述投影仪相关联。优选的是，致动器适于在弯曲部与该投影仪的连接附近接合所述投影仪或弯曲部。在一实施例中，致动器连接至投影仪或弯曲部。

在一实施例中，所述系统包括传感器部件，该传感器部件用于测量所述投影仪沿所述投影仪致动器的移动方向的移动。

在一实施例中，传感器部件包括电容式传感器部件。在一实施例中，传感器部件被具体实施为电容式传感器部件。

在一实施例中，致动器和所述弹簧部件被包括或布置成彼此在附近邻域，例如，包括或布置成它们彼此相邻地布置的构造。

在一实施例中，按所述弹簧部件和所述致动器被包括在它们被包括在投影仪部件的相对两侧上的构造。

在一实施例中，该系统包括用于作用于所述投影仪的三个致动器，其中，所述致动器按等边三角关系被包括，相对于所述投影仪的光轴定中心。

在一实施例中，包括至少一个投影仪致动器，以用于按沿与所述投影仪的光轴横截的虚平面的方向动作。

在一实施例中，包括至少一个附加投影仪致动器，以用于按与所述投影仪的光轴大致平行的方向动作。

在一实施例中，包括该至少一个致动器，以用于沿与该投影仪的光轴横截的虚平面动作，并且其中，包括至少一个致动器，以用于沿与所述光轴平行的方向动作。

在一实施例中，按对应构造在该系统中包括或布置多个压电部件和关联的所述弹簧部件，优选地相对于投影仪的光轴定中心规则布置。

在一实施例中，按对应构造在该系统中包括或布置所述压电部件和关联的弹簧部件与传感器部件。优选的是，每个压电部件和被包括以抵抗压电部件的工作动作的关联弹簧部件适于向投影仪提供不同的移动方向。

在一实施例中，该自由度被提供为沿与该投影仪的光轴横截的虚平面运动的能力、绕该投影仪的光轴旋转的能力、以及绕与该投影仪的光轴横截的虚平面中的轴倾斜的能力。在一实施例中，该对应构造指每个压电部件及其关联弹簧部件的相对位置。

在一实施例中，该系统包括用于实现所述相对定位的目标定位系统，该目标定位系统包括承载所述目标的可移动台，其中，被投影图像和目标的相对定位被用于放松对所述目标定位系统的准确度需求。

在一实施例中，该光刻系统还包括目标定位系统，该目标定位系统包括承载所述目标的可移动台，其中，投影仪和电子光学子配件的相对定位被用于放松对所述目标定位系统的准确度需求。在一实施例中，投影仪与电子光学子配件相对的移动导致图像投影在目标上的位置的变化。

在一实施例中，该目标定位仅由较长行程的定位阶段组成。

在一实施例中，该投影仪包括用于投影一个或多个带电粒子小射束的静电透镜阵列和电磁透镜阵列中的一种。

根据另一方面，本发明提供了一种用于在带电粒子光刻系统（如上所述基于带电粒子的光刻系统）中将图像投影在目标上的方法，其中，所述系统的投影仪和目标的表面贯穿整个投影周期彼此相对地保持大致平行。

在一实施例中，该方法包括以下步骤：相对于该系统（优选地，相对于电子光学子配件）移动投影仪，以修正目标晶片的厚度变化。

在一实施例中，所述厚度变化通过绕与该投影仪的光轴横截的平面中的一个或多个轴倾斜投影仪来补偿。

在一实施例中，被投影图像和目标的所述相对移动用于调节该系统中的对准误差。

根据前述和下述中的任一或两者，显见的是，本发明原理可以按除了在此描述的实施例以外的各种其它方式和/或作为在此描述的两个或更多个实施例的组合来具体实施。

附图说明

本发明将通过示例的方式在根据当前发明的带电粒子光学系统中的以下实施例中进一步阐明，其中：

图1例示了包括晶片台组件的带电粒子系统的示意性表示图；

图2示出了现有技术带电粒子曝光系统的电子光学柱的示意性表示图；

图3示意性地例示了投影仪、计量框架、目标以及夹盘的相对定位；

图4示出了根据本发明的、用于具有用于旋转调节的装置的带电粒子投影系统的投影仪的示意性表示图；

图5示出了根据本发明的、具有旋转和位置调节装置的投影仪的表示图；

图6例示了根据本发明的、具有带有旋转装置和位置调节装置两者的投影仪的本发明另外阐明的另一示意性表示图；

图7示出了根据图6中的箭头A、A'的侧视图。

在这些图中，具有对应结构或功能的特征部用相同基准来引用。

具体实施方式

图1是用于将图像（具体来说，控制系统提供的图像）投影到目标上的现有技术带电粒子系统1的示意性表示图。其包括本发明的部分所具体涉及的晶片台组件。在该设计中，该带电粒子系统包括：控制系统2，安装在基架8上的、包含带电粒子柱4的真空室3，量测框架6以及目标定位系统9-13。所述目标9通常是在基板平面中设置有带电粒子敏感层的晶片。目标9被放置在晶片工作台10的顶部上，该晶片工作台10又被放置在夹盘12和长行程驱动器13上。测量系统11连接至计量框架6，并且提供对晶片工作台10与量测框架6的相对定位的测量。量测框架6通常具有相对高的质量，并且通过例如由弹簧部件具体实施的隔振器7悬挂，以便阻尼干扰。电子光学柱4利用投影仪5执行最终投影。投影仪5包括静电投影透镜或者电磁投影透镜的系统。在如描绘的优选实施例中，透镜系统包括静电带电粒子透镜阵列。为保持和固定整个投影仪，该透镜系统被包括在承载框架中。

投影仪5最终被定位得靠近目标9，即，在25微米至75微米的范围内。根据当前优选，所述定位距离为大约（即，正或负10%）50微米。

为在大运动范围上实现所述要求的准确度，该晶片定位系统典型地包括用于沿扫描方向和垂直于该扫描方向在相对较大距离上移动晶片台的长行程组件13，和用于准确地执行目标9的定位并且用于修正干扰的短行程组件12。晶片台关于量测框架6的相对定位通过测量系统11来测量。目标9被夹到晶片工作台10上，以在投影期间确保固定目标9。

图2示意性地例示了其本身已知的已知带电粒子柱4的示例。在该已知系统中，带电粒子源17生成带电粒子束18。带电粒子束随后穿过准直透镜19以使该带电粒子束准直。接下来，已准直的带电粒子束通过孔阵列21（在该已知系统中包括具有通孔的板）阻挡已准直的带电粒子束的一部分并允许小射束22穿过，而被变换成多个小射束22。小射束22被投射在消隐装置23上，该消隐装置23在这个示例中包括设置有偏转装置的孔阵列。所述消隐装置23能够将单独选择的小射束24偏转到射束阑25上，该射束阑25通过与消隐装置23的孔阵列对准的孔阵列形成，以使得穿过未偏转小射束。小射束24到射束阑25上的这种偏转有效地将被偏转的单个小射束24切“断”，即，截断以使其不抵达目标。未偏转小射束能够不受抑制地穿过，并由此不被消隐阵列23和射束阑阵列25消隐。用于所述消隐阵列23的控制信号在图案光柱（pattern streamer）14中生成，并且作为电信号15发送，并通过调制装置16转换成光学控制信号。该光学控制信号20被发送至消隐阵列23，以便传输切换指令。投影仪5聚焦未偏转小射束22，并沿写入方向将该未偏转小射束22偏转在目标9上，由此实现最终投影。带电粒子小射束22到目标9上的所述最终投影使能实现曝光，同时沿第一方向在目标9上偏转所述小射束22，而目标9通过上述目标定位系统9-13沿横截所述第一方向的第二方向移动。

图3示意性地例示了根据本发明的投影仪5、计量框架6、目标9以及夹盘10的相对定位。计量框架6和夹盘10被定位以使它们保持彼此平行，在这种情况下，通过使用用于夹盘10的6DOF致动器来保持。投影仪5根据本发明设置有6DOF致动装置以使能够修正目标中的变化。位置和运动测量通过测量系统11来提供，在该实施例中利用激光干涉仪来提供。还可以应用诸如测量尺的另选系统。

图4示意性地例示了根据本发明的后一投影仪5的第一实施例。投影仪5具有支承体26、28以及30，其沿Z方向是刚性的，并且按静止确定的方式定位，例如，按如第一实施例中例示的三角布置来定位，由此相对于量测框架6沿Z、Rx以及Ry方向固定透镜。事实上，可弹性变形设计的三个其它支承体27、29和31（所谓的“柔性底座”）沿XY平面固定投影仪5，同时允许透镜绕该透镜的中心旋转，即，因它们的绕该旋转的中心的三角布置而沿Z轴旋转。在这种构造中，投影仪5具有一个自由度，绕光学（Z）轴Rz的旋转。

在根据图4的结构中，电容式传感器33允许测量投影仪相对于量测框架的位置。压电致动器34提供用于旋转投影仪的装置。压电致动器34具有足够大的行程，以补偿旋转误差，所述行程通常在5×10^-6至25×10^-6m的范围中，优选地高达10×10^-6m。电容式传感器33具有足够高的准确度，以根据当前优选准确地测量投影仪5的位置，典型地误差小于5×10^-9m，优选地小于0.5×10^-9m。由此，结合控制系统2的电容式传感器3通过测量和控制投影仪5的移动和位置来允许投影仪5的定位。在本示例中，压电致动器仅沿一个方向延伸，针对投影仪部件5A工作；弹性弹簧部件32存在以对投影仪部件5A从另一方向提供压电致动器的反作用力。在这个示例中，该反作用力为与压电致动器的移动方向相反的方向。由于在光刻系统内存在有限的容积预算，因而优选的是，投影仪致动器和弹性弹簧部件在功能上在彼此附近邻域内相关联，优选地同样被包括在投影仪和/或传感器部件的附近邻域中。

从视图的顶部/底部视角来看，图5例示了先前实施例的增强例子，其中，投影仪5还可通过使用两个额外压电致动器38和39沿XY平面调节。在该实施例中，不存在用于沿XY平面固定投影仪5的底座。本实施例允许三个压电致动器沿XY平面移动透镜，并且绕Z轴旋转透镜。在这种构造中，投影仪5具有三个自由度。使用附加的电容式传感器36和41以及弹簧部件35和42，以允许调节所需运动。

图6例示了另一增强例，其中，投影仪5能够修正沿Z、Rx和Ry方向的误差。这里，除了针对Rz、X和Y的调节选项以外，通过使用压电致动器51、52和53来添加针对Z、Rx和Ry的附加调节。在这种构造中，投影仪具有6自由度。

图7是根据图6中的箭头A、A'的侧视图，例示了图6的实施例，其中，投影仪5能够修正沿Z、Rx和Ry方向的误差。投影仪5由压电致动器51和52沿Z方向支承。存在附加的电容式传感器47和50以及弹簧部件48和49，以允许沿Z、Rx和Ry方向的所需运动。

应当明白，上面的描述被包括以例示优选实施例的操作，而非意指对本发明的范围的限制。根据上面的讨论，本领域技术人员应当明白，许多变型例仍被本发明的精神和范围所涵盖。除了如在前文中描述的构思和所有相关细节之外，本发明涉及如在以下权利要求书中限定的所有特征，并且涉及附图中的如本领域技术人员可以直接且明确地导出的所有细节。迄今在权利要求书中包括了标号，它们仅被包括用以指示示例性含义，因此不限制前述术语，并且出于该理由而被包括在括号中。

Claims (25)

1.一种基于带电粒子的光刻系统，该光刻系统用于利用多个带电粒子小射束将图像投影在诸如晶片的目标上，以将所述图像转印至所述目标，所述系统包括带电粒子柱，该带电粒子柱包括：

电子光学子配件，该电子光学子配件包括带电粒子源、准直透镜、孔阵列、消隐装置以及用于生成多个带电粒子小射束的射束阑；和

投影仪，该投影仪用于将所述多个带电粒子小射束投影在所述目标上，以形成图像；

所述投影仪通过至少一个投影仪致动器可移动地包括在该系统中，该至少一个投影仪致动器用于相对于所述电子光学子配件移动所述投影仪；

所述投影仪致动器被包括以机械地致动所述投影仪，并且向所述投影仪提供至少一个自由度的移动；

其中，所述自由度涉及绕该系统的光轴的移动。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述致动器包括压电部件。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述致动器还包括弹簧部件，该弹簧部件被包括以抵抗所述压电部件的工作动作。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述投影仪包括投影系统，该投影系统包括带电粒子投影透镜阵列，所述系统由框架承载。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述投影仪通过弯曲部支承。

6.根据权利要求5所述的系统，其中，该投影仪通过三个弯曲部支承，并且其中该投影仪致动器沿所述三个弯曲部中的一个弯曲部的自由移动方向动作。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述致动器在所述一个弯曲部的附近邻域内与所述投影仪相关联。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统包括传感器部件，该传感器部件用于测量所述投影仪沿所述投影仪致动器的移动方向的移动。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述传感器部件被具体实施为电容式传感器部件。

10.根据权利要求3所述的系统，其中，该致动器和所述弹簧部件被包括在彼此附近邻域中。

11.根据权利要求3所述的系统，其中，所述弹簧部件和所述致动器按这样的构造被包括，在该构造中，它们被包括在投影仪部件的相对两侧上。

12.根据权利要求1所述的系统，其中，用于作用于所述投影仪的三个致动器按等边三角关系被包括，相对于所述投影仪的光轴定中心。

13.根据权利要求1所述的系统，其中，该至少一个投影仪致动器被包括以用于沿与所述投影仪的光轴横截的虚平面的方向动作。

14.根据权利要求1所述的系统，其中，该至少一个附加投影仪致动器被包括以用于沿与所述投影仪的光轴大致平行的方向动作。

15.根据权利要求1所述的系统，其中，该至少一个致动器被包括以用于沿与所述投影仪的光轴横截的虚平面动作，并且其中，该至少一个致动器被包括以用于沿与所述光轴平行的方向动作。

16.根据权利要求12所述的系统，所述致动器中的每一个包括压电部件并与弹簧部件相关联，该弹簧部件用于抵抗所述压电部件的工作动作，其中，按对应构造包括所述压电部件和所述相关联的弹簧部件。

17.根据权利要求16所述的系统，所述系统包括传感器部件，该传感器部件用于测量所述投影仪沿对应投影仪致动器的移动方向的移动，其中，按对应构造包括所述压电部件、弹簧部件以及与其相关联的传感器部件。

18.根据权利要求1所述的系统，其中，所述自由度被实现为沿与该投影仪的光轴横截的虚平面移动的能力、绕该投影仪的光轴旋转的能力、以及绕与该投影仪的光轴横截的虚平面中的轴倾斜的能力。

19.根据权利要求1所述的系统，其中，被投影图像和目标的所述相对移动用于调节该系统中的对准误差。

20.根据权利要求1所述的系统，包括用于实现所述相对定位的目标定位系统，该目标定位系统包括承载所述目标的可移动台，其中，被投影图像和目标的相对定位被用于放松对所述目标定位系统的准确度需求。

21.根据权利要求20所述的系统，其中，该目标定位仅由相对较长行程定位阶段组成。

22.根据权利要求1所述的系统，其中，该投影仪包括用于投影一个或多个带电粒子小射束的静电透镜阵列和电磁透镜阵列中的一种。

23.一种用于在带电粒子光刻系统，特别是根据权利要求1所述的带电粒子光刻系统中将图像投影在目标上的方法，其中，所述系统的投影仪和目标的表面贯穿整个投影周期相对于彼此保持大致平行。

24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述投影仪修正目标晶片的厚度变化。

25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述厚度变化通过绕在与该投影仪的光轴横截的平面中的一个或多个轴倾斜该投影仪来补偿。

Images