CN104040433B - 光刻设备、器件制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种曝光设备(1)，包括：投射系统(12，14)，配置成将多个辐射束投射到目标上；可移动框架(8)，其至少能够围绕轴线(10)旋转；以及致动器系统(11)，配置成将可移动框架位移至远离与可移动框架的几何中心对应的轴线的轴线并引起框架围绕通过框架的质心的轴线旋转。

Description

光刻设备、器件制造方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2011年12月27日递交的美国临时申请第61/580,417号、于2012年2月21日递交的美国临时申请第61/605,022号以及于2012年5月4日递交的美国临时申请第61/642,939号的权益，这些临时申请以引用的方式整体并入本文。
技术领域
本发明涉及光刻或曝光设备和用于制造器件的方法。
背景技术
光刻设备是一种将期望的图案应用到衬底上或衬底的一部分上的机器。光刻设备可以用于例如集成电路(IC)、平板显示器以及具有精细特征的其它装置或结构的制造中。在传统的光刻设备中，可以将称为掩模或掩模版的图案形成装置用于产生对应于IC、平板显示器或其它装置的单层的电路图案。可以将这一图案转移到衬底(例如硅晶片或玻璃板)(的一部分)上，例如经由成像将所述图案转移到在所述衬底上设置的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。在类似的情况下，曝光设备是使用辐射束在衬底(或衬底的一部分)上或衬底(或衬底的一部分)中形成想要的图案的机器。
除了电路图案，图案形成装置还可以用于产生其它图案，例如滤色片图案或点矩阵。替代传统的掩模，图案形成装置可以包括图案形成阵列，该图案形成阵列包括产生电路或其它可应用图案的独立可控元件的阵列。与传统的基于掩模的系统相比，这样的“无掩模”系统的优点是：可以更加快速地设置和/或更换图案，且成本较小。
因此，无掩模系统包括可编程图案形成装置(例如空间光调制器、对比度装置等)。使用独立可控元件的阵列对可编程图案形成装置进行(例如电子或光学地)编程，用于形成期望的图案化的束。可编程图案形成装置的类型包括微反射镜阵列、液晶显示器(LCD)阵列、光栅光阀阵列、自发射式对比度装置阵列等。可编程图案形成装置还可以由光电偏转器形成，其配置成例如移动投射到衬底上的辐射的斑点或间歇地将辐射束从衬底引导离开，例如引导至辐射束吸收器。在任一这样的布置中，辐射束可以是连续的。
发明内容
在曝光设备中，具有高速度/加速度并且还具有高精确度的特定部件的移动对于提高产出和图案曝光精确度是至关重要的因素。通常，对于提高产出和图案曝光精确度的两种需求彼此冲突；较高的加速度/速度可以引起较高的内在的动力学振动(或变形)，这可以导致图案曝光精确度的下降。
因此，期望例如提供一种系统，其可以提供可移动部件的较高的速度/加速度，并仍然保持图案曝光的精确度。
根据本发明的实施例，提供一种曝光设备，包括：投射系统，配置成将多个辐射束投射到目标上；可移动框架，其至少能够围绕轴线旋转；致动器系统，配置成将可移动框架位移至远离与可移动框架的几何中心对应的轴线的轴线并引起框架围绕通过框架的质心的轴线旋转。
根据本发明一个实施例，提供一种曝光设备，包括：投射系统，配置成将多个辐射束投射到目标上；可移动框架，其至少能够围绕轴线旋转；致动器系统，用以引起该框架旋转；以及致动器系统的控制器，配置成前馈回转补偿。
根据本发明的一个实施例，提供一种曝光设备，包括：投射系统，配置成将多个辐射束投射到目标上；可移动框架，其至少能够围绕轴线旋转；和致动器系统，用以引起框架相对于相对于框架基本上静止的一部分旋转，并且具有致动器用以引起框架相对于所述一部分的位移；和可移动地连接至所述一部分的反作用质量，所述反作用质量具有致动器的一部分。
根据本发明的一个实施例，提供一种曝光设备，包括：投射系统，配置成将多个辐射束投射到目标上；可移动框架，其至少能够围绕轴线旋转；和致动器系统，用以引起框架旋转，致动器系统包括围绕所述轴线的至少两个电动机；多个传感器，多个传感器中的每一个设置在将两个相邻电动机的角位置基本上二等分的角位置处。
根据本发明的一个实施例，提供一种曝光设备，包括：投射系统，配置成将多个辐射束投射到目标上；可移动框架，其至少能够围绕轴线旋转；和致动器系统，用以引起框架旋转，致动器系统包括围绕所述轴线的第一组至少两个电动机和围绕所述轴线并且在第一组之下的第二组至少两个电动机，其中第二组围绕轴线相对于第一组旋转。
根据本发明的一个实施例，提供一种曝光设备，包括：投射系统，配置成将多个辐射束投射到目标上；可移动框架，其至少能够围绕轴线旋转；和致动器系统，用以引起框架旋转；和传感器系统，用以在大体切向方向上测量框架。
根据本发明的一个实施例，提供一种曝光设备，包括：投射系统，配置成将多个辐射束投射到目标上；可移动框架，其至少能够围绕轴线旋转；和致动器系统，用以引起框架旋转；和控制器，用以调节可移动框架的位置以至少部分补偿可移动框架的不平衡或另一可移动框架的不平衡。
根据本发明的一个实施例，提供一种曝光设备，包括：投射系统，配置成将多个辐射束投射到目标上；可移动框架，其至少能够围绕轴线旋转；和致动器系统，用以引起框架旋转；和控制器，用以调节至少一个辐射束的特性，以至少部分补偿框架的不平衡或施加至框架的不平衡。
根据本发明的一个实施例，提供一种器件制造方法，包括步骤：将多个辐射束投射到目标上；围绕轴线旋转包括透镜的可移动框架；以及将可移动框架位移至远离与可移动框架的几何中心对应的轴线的轴线，并引起框架围绕通过框架的质心的轴线旋转。
根据本发明的一个实施例，提供一种器件制造方法，包括步骤：将多个辐射束投射到目标上；围绕轴线旋转包括透镜的可移动框架；以及使用具有回转补偿前馈的控制回路控制可移动框架的倾斜。
根据本发明的一个实施例，提供一种器件制造方法，包括步骤：将多个辐射束投射到目标上；围绕轴线并相对于相对于框架基本上静止的一部分旋转包括透镜的可移动框架；以及吸收可移动地连接至所述一部分的反作用质量中的致动器反作用力，所述反作用质量具有用于定位框架的致动器的一部分。
根据本发明的一个实施例，提供一种器件制造方法，包括步骤：将多个辐射束投射到目标上；使用致动器系统围绕轴线旋转包括透镜的可移动框架，该致动器系统包括围绕所述轴线的至少两个电动机；和使用多个传感器测量框架，多个传感器中的每一个位于将两个相邻电动机的角位置基本上二等分的角位置处。
根据本发明的一个实施例，提供一种器件制造方法，包括步骤：将多个辐射束投射到目标上；使用致动器系统围绕轴线旋转包括透镜的可移动框架，该致动器系统包括围绕所述轴线的第一组至少两个电动机和围绕所述轴线并且在第一组之下的第二组至少两个电动机，其中第二组围绕轴线相对于第一组旋转。
根据本发明的一个实施例，提供一种器件制造方法，包括步骤：将多个辐射束投射到目标上；使用致动器系统围绕轴线旋转包括透镜的可移动框架；以及使用传感器系统在基本上切向方向上测量框架。
根据本发明的一个实施例，提供一种器件制造方法，包括步骤：将多个辐射束投射到目标上；使用致动器系统围绕轴线旋转可移动框架；以及调节框架的位置以至少部分地补偿框架的不平衡或另一可移动框架的不平衡。
根据本发明的一个实施例，提供一种器件制造方法，包括步骤：将多个辐射束投射到目标上；使用致动器系统围绕轴线旋转可移动框架；以及调节至少一个辐射束的特性，以至少部分补偿框架的不平衡或施加至框架的不平衡。
附图说明
将参照示意的附图仅通过示例描述本发明的实施例，在附图中相同的参考标记表示相同的元件，并且在附图中：
图1显示根据本发明的实施例的光刻或曝光设备的一部分；
图2显示根据本发明的实施例的图1的光刻或曝光设备的一部分的俯视图；
图3显示根据本发明的实施例的光刻或曝光设备的一部分的高度示意透视图；
图4显示根据本发明实施例的通过根据图3的光刻或曝光设备投射到衬底上的投射的示意俯视图；
图5示出本发明一个实施例的一部分的横截面视图；
图6示出根据本发明的实施例的光刻或曝光设备中可移动框架的示意俯视图；
图7示出根据本发明的实施例的光刻或曝光设备中可移动框架的示意侧视图；
图8示出根据本发明的实施例的光刻或曝光设备中可移动框架的示意俯视图；
图9示出根据本发明的实施例的光刻或曝光设备中可移动框架的控制回路；
图10示出根据本发明的实施例的光刻或曝光设备中可移动框架的控制回路；
图11示出光刻或曝光设备中可移动框架的控制回路；
图12A示出根据本发明的实施例的光刻或曝光设备中可移动框架的控制回路；
图12B示出图12A中的控制回路的变形形式；
图13A示出根据本发明的实施例的光刻或曝光设备中可移动框架的示意侧视图；
图13B示出图13A中的局部视图；
图13C示出图13B中通过线A-A’的示意俯视图；
图13D示出根据本发明的实施例的光刻或曝光设备中可移动框架的示意侧视图；
图14示出根据本发明的实施例的光刻或曝光设备中可移动框架的示意侧视图；
图15示出根据本发明的实施例的光刻或曝光设备中可移动框架在没有反作用质量情况下的Bode曲线；
图16示出根据本发明的实施例的光刻或曝光设备中可移动框架在具有反作用质量情况下的Bode曲线；
图17示出根据本发明的实施例的光刻或曝光设备中可移动框架的一部分的示意侧视图；
图18示出光刻或曝光设备中可移动框架的示意俯视图；
图19示出光刻或曝光设备中可移动框架的示意俯视图；
图20示出根据本发明的实施例的光刻或曝光设备中可移动框架的一部分的示意俯视图；
图21(A)-21(D)示出根据本发明的实施例的光刻或曝光设备中可移动框架的一部分的示意俯视图；以及
图22示出光刻或曝光设备中可移动框架的Bode曲线，将根据本发明的实施例的传感器布置与另一传感器布置对比；
图23示出光刻或曝光设备中可移动框架的一部分的示意侧视图；
图24示出根据本发明的实施例的光刻或曝光设备中可移动框架的一部分的示意侧视图；
图25示出光刻或曝光设备中可移动框架的一部分的示意侧视图；
图26(A)和26(B)分别示出光刻或曝光设备中可移动框架的一部分的示意侧视图和俯视图；
图27(A)和27(B)分别示出光刻或曝光设备中可移动框架的一部分的示意侧视图和俯视图；
图28示出不平衡力的示意表示以及与框架8相关的相关偏离；
图29示出光刻或曝光设备中多个可移动框架和基本上静止的框架的一部分的示意俯视图；
图30(A)-(D)是示出如何测量框架的不平衡的曲线图；
图31示出图29的光刻或曝光设备中多个可移动框架和基本上静止的框架的一部分，其中可移动框架中的一个的角位置改变；
图32示出用于将想要的器件图案的基于矢量的表示转换为控制信号的数据路径的一部分；
图33示出斑点曝光栅格的一部分；以及
图34示出光栅化栅格的一部分。
具体实施方式
本发明的一个实施例涉及一种设备，其可以包括可编程图案形成装置，该可编程图案形成装置可以例如由自发射式对比度装置的阵列或多个阵列构成。关于这样的设备的进一步信息可以在PCT专利申请出版物第WO2010/032224A2号、US专利申请出版物第US2011-0188016号、US专利申请出版物第US61/473636号和US专利申请出版物第US61/524190号中找出，这些专利文献以引用方式整体并入本文。然而，本发明的实施例可以与包括例如上面讨论的那些的任何形式的可编程图案形成装置一起使用。
图1示意地示出光刻或曝光设备的一部分的示意的横截面侧视图。在该实施例中，该设备具有在X-Y平面内基本上静止的独立可控元件，如下面进一步讨论的，但是这不是必须的。该设备1包括用以保持衬底的衬底台2和用以在达到6个自由度上移动衬底台2的定位装置3。衬底可以是涂覆有抗蚀剂的衬底。在一个实施例中，衬底是晶片。在一个实施例中，衬底是多边形(例如矩形)衬底。在一个实施例中，衬底是玻璃板。在一个实施例中，衬底是塑料衬底。在一个实施例中，衬底是薄片(foil)。在一个实施例中，光刻设备适于卷到卷(roll-to-roll)制造。
设备1还包括多个独立可控自发射式对比度装置4，所述多个独立可控自发射式对比度装置4配置成发射多个束。在一个实施例中，自发射式对比度装置4是发射辐射的二极管，例如发光二极管(LED)、有机LED(OLED)、聚合物LED(PLED)或激光二极管(例如，固态激光二极管)。在一实施例中，每一独立可控元件4是蓝紫激光二极管(例如Sanyo型号DL-3146-151)。这样的二极管可以由诸如Sanyo、Nichia、Osram和Nitride等公司供应。在一实施例中，二极管发射例如具有约365nm或约405nm的波长的UV辐射。在一实施例中，二极管可以提供从0.5-200mW的范围选出的输出功率。在一实施例中，激光二极管(裸管芯)的尺寸是从100-800微米的范围选出的。在一实施例中，激光二极管具有从0.5-5微米2的范围选出的发射面积。在一实施例中，激光二极管具有选自5-44度的范围的发散角。在一实施例中，二极管具有用以提供大于或等于大约6.4×108W/(m2.sr)的总的亮度的配置(例如，发射面积、发散角、输出功率等)。
自发射式对比度装置4布置在框架5上并且可以沿Y方向和/或X方向延伸。虽然示出了一个框架5，但是光刻设备可以具有多个框架5，如图2所示。在框架5上还布置有透镜12。框架5以及因此自发射式对比度装置4和透镜12在X-Y平面中是大致静止的。可以通过致动器7沿着Z方向移动框架5、自发射式对比度装置4以及透镜12。可替代地，或附加地，可以通过与该特定的透镜12相关的致动器沿着Z方向移动透镜12。可选地，每个透镜12可以设置有致动器。
自发射式对比度装置4可以配置成发射束，投射系统12、14和18可以配置成将束投射到衬底的目标部分上。自发射式对比度装置4和投射系统形成光学装置列。光刻设备1可以包括用于相对于衬底移动光学装置列或其一部分的致动器(例如电机)11。在其上布置有场透镜14和成像透镜18的框架8可以随着致动器旋转。场透镜14和成像透镜18的组合形成了可移动的光学装置9。在使用中，框架8围绕其自身的轴线10旋转，例如沿着由图2中的箭头显示的方向。通过使用致动器(例如电机)11使框架8围绕轴线10旋转。另外，可以通过电机7使框架8沿着Z方向移动，使得可移动的光学装置9可以相对于衬底台2移位。
孔结构13其中具有孔，孔结构13可以定位在透镜12的上方且在透镜12和自发射式对比度装置4之间。孔结构13可以限制透镜12、相关的自发射式对比度装置4的衍射效应、和/或邻近的透镜12/自发射式对比度装置4的衍射效应。
可以通过旋转框架8和同时在光学装置列下面的衬底台2上移动衬底而使用所示出的设备。在透镜12、14和18彼此大致对准时，自发射式对比度装置4可以发射束穿过这些透镜12、14和18。通过移动透镜14和18，束在衬底上且在衬底的一部分之上进行扫描。通过同时在光学装置列下的衬底台2上移动衬底，经受自发射式对比度装置4的束的衬底部分也移动。通过在控制器的控制之下高速地接通和关断自发射式对比度装置4(例如，在其被关断时，没有输出或具有低于阈值的输出；在其被接通时，具有高于阈值的输出)，控制光学装置列或其一部分的旋转，控制自发射式对比度装置4的强度以及控制衬底的速度，而在衬底上的抗蚀剂层中设置期望的图案。
图2示出具有自发射式对比度装置4的图1的光刻或曝光设备的示意性俯视图。如同图1中显示的光刻设备1那样，光刻设备1包括用于保持衬底17的衬底台2、用于在高达6个自由度上移动衬底台2的定位装置3、用于确定自发射式对比度装置4和衬底17之间的对准以及用于确定衬底17是否相对于自发射式对比度装置4的投射处于水平的对准/调平传感器19。如图所示，衬底17具有矩形形状，然而，另外或可替代地，可以处理圆形的衬底。
自发射式对比度装置4布置在框架15上。自发射式对比度装置4可以是发射辐射的二极管，例如激光二极管，诸如蓝紫色激光二极管。如图2所示，自发射式对比度装置4可以布置到在X-Y平面中延伸的阵列21中。
所述阵列21可以是细长的线。在一实施例中，所述阵列21可以是自发射式对比度装置4的一维阵列。在一实施例中，所述阵列21可以是自发射式对比度装置4的两维阵列。
可以提供旋转框架8，其可以沿着由所述箭头显示的方向旋转。旋转框架可以设置有透镜14、18(如在图1中所示)，以投射每个自发射式独立对比度装置4的束。所述设备可以设置有致动器，用于相对于衬底旋转包括框架8和透镜14、18的光学装置列。
图3示出在其周界上设置有透镜14、18的旋转框架8的高度示意的透视图。多个束(在本示例中是10个束)入射到透镜之一上并被投射到通过衬底台2保持的衬底17的目标部分上。在一个实施例中，多个束沿直线布置。借助于致动器(未示出)可以围绕轴线10旋转可旋转框架。由于可旋转框架8的旋转，束将入射到相继的透镜14、18(场透镜14和成像透镜18)上，并且将入射到每一个相继的透镜上，被偏转，由此以便沿衬底17的表面的一部分行进，如参照图4更详细地介绍的。在一个实施例中，通过相应的源，即自发射式对比度装置，例如激光二极管(图3中未示出)产生每个束。在如图3所示的布置中，通过分段式反射镜30偏转束并使得束聚拢一起，以便减小束之间的距离，由此允许更大量的束被投射通过同一透镜并实现下面将要讨论的分辨率要求。
当可旋转框架旋转时，束入射到相继的透镜上，并且每一次通过束照射透镜，束入射到透镜表面上的位置移动。因为束根据束入射到透镜上的位置而被不同地(例如具有不同的偏转)投射到衬底上，因此束(当到达衬底时)将随着下面的透镜的每一次通过而执行扫描运动。参照图4进一步解释这个原理。图4示出可旋转框架8的一部分的高度示意俯视图。第一组束用B1表示，第二组束用B2表示，第三组束用B3表示。每组束被投射通过可旋转框架8的相应的透镜组14、18。当可旋转框架8旋转时，束B1在扫描移动中被投射到衬底17上，由此是扫描区域A14。类似地，束B2扫描区域A24，束B3扫描区域A34。在通过相应的致动器旋转可旋转框架8的同时，衬底17和衬底台沿方向D移动，这在图2中表示为沿X轴线，由此在区域A14、A24、A34中基本上垂直于束的扫描方向。由于通过第二致动器沿方向D移动(例如，衬底台通过相应的衬底台电动机的移动)，在通过可旋转框架8的相继的透镜投射束时束的相继扫描被投射，从而基本上彼此邻接，由此得到对于束B1的每个相继扫描的基本上邻接的区域A11、A12、A13、A14(如图4所示，区域A11、A12、A13之前被扫描，区域A14当前正被扫描)，得到对于束B2的区域A21、A22、A23、A24(如图4所示，区域A21、A22、A23之前被扫描，区域A24当前正被扫描)，得到对于束B3的区域A31、A32、A33、A34(如图4所示，区域A31、A32、A33之前被扫描，区域A34当前正被扫描)。由此，在旋转可旋转框架8的同时，借助衬底沿方向D的移动可以覆盖衬底表面的区域A1、A2以及A3。多个束投射通过同一透镜允许在较短的时间范围内处理整个衬底(在可旋转框架8的相同的旋转速度条件下)，因为对于透镜的每一次通过，多个束使用每个透镜扫描衬底，由此允许对于相继的扫描沿方向D的位移增加。从不同角度看，对于给定的处理时间，当通过同一透镜将多个束投射到衬底上时，可旋转框架的旋转速度可以减小，由此可以减小由于高的旋转速度带来的例如可旋转框架的变形、磨损、振动、扰动等效应。在一个实施例中，多个束与透镜14、18的旋转切线布置为成一角度，如图4所示。在一个实施例中，多个束布置成使得每个束重叠或邻接相邻的束的扫描路径。
可以在容差的张弛(relaxation)中发现通过同一透镜一次投射多个束的方面的进一步效果。由于透镜的容差(定位、光学投射等)，相继的区域A11、A12、A13、A14(和/或区域A21、A22、A23和A24和/或区域A31、A32、A33和A34)的位置可以显示相对于彼此的某种程度的定位不准确性。因此，相继的区域A11、A12、A13、A14之间的一定程度的重叠可能是需要的。在例如一个束的10％重叠的情况下，处理速度可以因此比单个束一次通过同一透镜的情形同样减小10％。在一次有5个或更多个束被投射通过同一透镜的情形中，对于每5个或更多个投射线来说将提供同样10％的重叠(类似地参照上面的一个束的示例)，因此以大约5％或更多至2％或更少的比例减小总的重叠，由此对总的处理速度具有显著更低的影响。类似地，投射至少10个束可以减小总的重叠大约10倍。因而，可以通过将多个束一次通过同一透镜投射的特征减小容差对衬底的处理时间的影响。附加地或替换地，假定将多个束一次投射通过同一透镜，可以允许更多的重叠(因而允许更大的容差带)，因为其对处理的影响低。
替代一次通过同一透镜投射多个束或除一次通过同一透镜投射多个束之外附加地，可以使用隔行扫描技术，但是这种技术可能需要在透镜之间的相当的更严格的匹配。因此，通过多个透镜中的同一个透镜一次投射到衬底上的至少两个束具有相互的间隔，并且光刻设备可以布置成操作第二致动器以便相对于光学装置列移动衬底，从而进行随后的投射，将束投射在所述间隔中。
为了减小在方向D上在组中的相继的束之间的距离(由此，例如实现方向D上较高的分辨率)，这些束可以在方向D上相对于彼此对角地布置。通过在光学路径上设置分段式反射镜30可以进一步减小所述间隔，每个段用以反射这些束中的相应的一个，这些段布置成相对于多个束入射到反射镜上时束之间的间隔减小多个束被反射镜反射时束之间的间隔。这样的效果也可以通过多个光纤实现，每个束入射到多个光纤中的对应的一个，光纤布置成沿光学路径相对于光纤上游的束之间的间隔减小光纤下游的束之间的间隔。
此外，这样的效果可以通过使用具有多个输入的集成的光波导回路实现，每个输入用于接收多个束中的相应的一个。集成的光波导回路被布置成沿光学路径相对于集成的光波导回路上游的束之间的间隔减小集成的光波导回路下游的束之间的间隔。
可以提供系统用于控制被投射到衬底上的束的聚焦。可以设置该布置，以调节通过如上所述的在一种布置中的光学装置列的一部分或全部来投射的束的聚焦。
在一个实施例中，投射系统将至少一个辐射束投射到由其上将要形成器件的衬底17之上的材料层形成的衬底上，以便通过激光诱发的材料转移引起材料(例如金属)的液滴的局部淀积。辐射束投射于其上的衬底可以称为目标。
参照图5，示出激光诱发的材料转移的物理机制。在一个实施例中，辐射束200通过基本上透明的材料202(例如玻璃)在低于材料202的等离子体崩塌的强度下被聚焦。在由覆盖材料202的施主材料层204(例如金属膜)形成的衬底上发生表面热吸收。热吸收引起施主材料204的融化。进一步，加热引起在向前的方向上的诱发的压力梯度，这导致施主材料液滴206离开施主材料层204并因此离开施主结构(例如，板)208的向前加速。因而，施主材料液滴206从施主材料层204被释放并朝向其上将要形成器件的衬底17移动并移动(在重力帮助下或没有重力帮助情况下)到衬底17上。通过将束200瞄准施主板208上合适的位置，可以在衬底17上淀积施主材料图案。在一个实施例中，该束被聚焦在施主材料层204上。
在一个实施例中，一个或多个短脉冲被用于引起施主材料的转移。在一个实施例中，这些脉冲可以是几个皮秒或几个飞秒长，以获得熔融材料的准一维向前的热量和质量转移。这种短脉冲便于在材料层204内的极少侧向热量流动、甚至无侧向热量流动，因而对施主结构208的极少或没有热负载。短脉冲使得材料的迅速融化和向前加速(例如蒸发或汽化的材料，例如金属，将失去其向前定向性，这导致飞溅的淀积)。短脉冲使得材料的加热或升温至恰好在加热温度之上并且在汽化温度之下。例如，对于铝，期望是大约900至1000摄氏度的温度。
在一实施例中，通过使用激光脉冲，一定量的材料(例如金属)以100-1000nm液滴的形式从施主结构208被转移至衬底17。在一实施例中，施主材料包括或基本上由金属构成。在一实施例中，金属是铝。在一实施例中，材料层204是膜的形式。在一实施例中，膜被附接至另一实体或层。如上所述，该实体或层可以是玻璃。
曝光设备可以具有多个移动物体。下面的讨论集中在例如用以提高一个或多个这样的物体的加速度、提高这样的物体的速度、减小这样的物体的振动、改善对这样的物体的控制等的方法。在曝光设备中的示例可移动物体是如上讨论的框架8。框架8具有例如场透镜14和/或成像透镜18，框架8可以在曝光设备中旋转并且可以以高速旋转。致动器11用于驱动框架8的运动。此处的讨论集中在可旋转框架8(其可以附加地以线性方式移动)，但是此处描述的构思、原理以及实施例在适当的情况下可以应用于线性移动的物体(例如，线性移动的框架8)。此外，虽然此处讨论将集中在框架8上，但是此处描述的构思、原理以及实施例在适当的情况下可以应用于例如在曝光设备中的一个或多个附加的或不同的移动物体。
参照图6，与致动器11一起示出框架8的一个实施例的高度示意俯视图。致动器11包括多个电动机300，每个电动机的一部分围绕框架8的一部分间隔开且安装在静止部分上，所述静止部分相对于框架是基本上静止的(但是在一个实施例中，静止部分在特定情形中可以相对于框架8移动)。在一个实施例中，静止部分可以是支撑框架5、15(其上可选地可以安装一个或多个测量标记或传感器)。在一个实施例中，有围绕框架8的所述一部分均匀间隔的至少四个电动机300。每个电动机300可以包括线圈和磁体。在一个实施例中，电动机300的磁体安装在框架8上并且电动机300的线圈安装在静止部分上。在一个实施例中，电动机300的线圈安装在框架8上并且电动机300的磁体安装在静止部分上。此外，虽然电动机300的所述多个部分在图中示出为在框架8的外部或外面，但是如果静止部分是在框架8的内部，则这不是必要的。例如，参见图13，描述了一个实施例，其中静止部分在框架8的内部。
在一个实施例中，电动机300中的一个或多个可以是磁阻电动机。磁阻电动机可以如2011年7月9日美国专利申请第13/156.924号描述的那样，其在此通过参考全文并入。当以转子-定子布置(例如可移动框架8及其静止部分)形式应用时，磁阻电动机可以相对于定子施加其力。转子相对于定子的位置测量使得能够通过关系式计算导致应用至转子的正确的力F的电流，其中i是磁阻电动机中的电流，g是磁阻电动机的定子和转子部分之间的间隙，以及k是磁阻电动机设计限定的常数。
电动机300可以引起框架8沿X方向和/或Y方向移动以及可选地围绕X和/或Y方向旋转。此外，在一个实施例中，电动机300的一个或多个可以引起框架8围绕几何中心轴线10旋转和/或沿Z轴线移动框架8。附加地或替换地，可以设置一个或更多电动机301以引起框架8围绕几何中心轴线10旋转和/或沿Z轴线移动框架8。此外，示出框架8的质心302，并且电动机300、301可以引起框架8围绕通过质心302的轴线旋转，如下文所述。
此外，在一个实施例中，电动机300中的一个或多个可以包括与其相关的轴承。在一个实施例中，轴承包括主动磁轴承(AMB)。在一个实施例中，轴承包括气体轴承(例如，空气轴承)。在一个实施例中，轴承与电动机300位于基本上相同的位置。在一个实施例中，轴承可以替换地位于不同的位置，或可以具有一个或多个附加的轴承用于电动机300处的一个或多个轴承。轴承可以设置使得可移动框架8在5个自由度上是刚性的并且在另一个自由度上是相对自由的，例如围绕Z轴线旋转。
参照图7，框架8的高度示意侧视图与致动器11一起示出。在该视图中可以看到，电动机300可以包括上面的一组电动机300和下面的一组电动机300(例如，它们可以位于框架8的端部处或附近)。因此，除了电动机300能够控制框架8沿X和/或Y方向移动之外，电动机300可以附加地引起框架8沿Rx和/或Ry方向移动。在一个实施例中，电动机300和/或电动机301可以引起框架8沿Z方向的移动。在一个实施例中，如上所述，框架8可以通过位于电动机300位置中的一个或多个处的一个或多个主动磁轴承支撑。主动磁轴承允许框架8围绕Z方向自由地旋转并且主动地控制框架8在X和Y方向上的位置。在图7中，可以设置上部和下部主动磁轴承(分别位于该组上部和该组下部电动机300处)，其允许沿Rx和/或Ry方向(除了X和Y方向还附加地)控制框架8。用于Z方向和Rz方向的轴承没有示出，但是例如可以在Z方向上通过任何合适的例如位于电动机301位置中的一个或多个处的被动或主动轴承支撑框架8。
图8示出如在图7中通过箭头A’指示的横截面视图，其示出以磁悬浮原理在框架8和静止部分304之间工作的主动磁轴承，框架8和静止部分304具有电动机300的相应部分。主动磁轴承包括电磁组件306和308、用以提供电流至电磁体306的一组功率放大器(未示出)以及用以控制框架8在框架8的一部分和静止部分304之间的间隙310内的位置的控制器(未示出)。在如图8所示的示例中，示出四对主动磁轴承，但是例如1、2、3或多于4对的其他数量的主动磁轴承也是可以的。在一个实施例中，可以设置传感器312以测量框架8相对于静止部分304的相对位置和/或确定应用至框架8的力。传感器连接至相关的电子器件以提供反馈至控制器，以便使得能够控制应用至框架的力和/或框架的位置。在一个实施例中，传感器可以包括测量线圈312，用于测量磁通量并由此测量力。测量线圈可以是如2011年7月9日递交的美国专利申请第13/156,924号描述的那样，该专利通过参考全文并入此。测量线圈312可以生成信号，例如由于主动磁轴承A的磁回路中生成的磁通量而在测量线圈312中诱发的电压。表示通过磁回路的磁通量的测量信号能够实现所生成的力的精确的预测。积分器(未示出)可以通过测量信号(例如诱发的电压)获得表示通过磁回路的磁通量的信号。用以控制提供给电磁体组件306、308的电流的幅度或幅值的控制信号因而可以通过测量线圈312信号得出。
在一个实施例中，功率放大器供给基本上相等的偏流至围绕框架8的所述一部分布置的主动磁体轴承的电磁体。框架8的位置通过控制器控制，控制器可以在框架8偏离其中心位置时抵消该偏流(biascurrent)。主动磁轴承优于常规轴承的优点在于，例如其不会遭受同样多的磨损，具有低的摩擦并且通常可以自动地适应质量分布的不规则性，由此允许转子以低的振动围绕通过其质心的轴线自旋。
在高精确度和/或高速应用中，高的刚度(例如，通过气体轴承提供或通过主动磁轴承的控制器的高带宽提供)被用于提供移动物体和/或支撑移动物体的框架的充分的跟踪。例如，可移动框架8和/或支撑框架5、15中的位置和/或振动应该被良好地控制，以便使得束可以被精确地投射到可应用的目标上。
由于例如可移动框架8中的不平衡，高刚性轴承可以在可移动框架8和/或支撑框架5、15中引入力。即使在极为平衡的可移动框架8中，例如可以出现140Hz的旋转频率条件下1N的力，这可以导致例如框架8的多于150nm的定位误差。在一个实施例中，仅可以允许10nm的定位误差以实现足够精确的束投射。
因此，在一实施例中，参照图6，框架8围绕通过其质心302的轴线旋转，而不是如传统上完成的那样围绕框架8的几何中心旋转。为此，通过主动磁轴承应用“零力”，这导致框架8围绕通过其质心302的轴线旋转(而不是围绕几何中心10)。也就是说，用于主动磁轴承的控制器C不应该对作用在测量位置上的相应的主动磁轴承致动器P产生抵消的力，和/或如果通过框架8的不平衡引起该测量的位置/力偏离，不应该产生力。有效地，将没有“刚性”轴承，使得可移动框架8除了想要的旋转之外还可以沿一个或多个其他方向移动，使得可移动框架8可以到达关于致动器11使得它可以围绕通过质心302的轴线旋转的位置。
参照图9，用于X方向主动磁轴承致动器Px的控制器C应该接受作为旋转的函数的正弦曲线响应，并且用于Y方向主动磁轴承致动器Py的控制器C应该接受作为位置的函数的余弦曲线响应。然而，为了不对这些做出反应，参照图10，正弦/余弦信号应该被用于补偿测量的位置/力，或用作控制器C设定点。生成正弦曲线设定点使得它补偿由于不平衡带来的测量的位置/力，并因此响应于该测量的位置/力，控制器C的输入保持为零。在一个实施例中，不使用前馈，因为不应该激励任何力。这种“零力”布置的结果是几乎没有反作用力、甚至没有反作用力，由此得到可接受的低的位置误差。
所应用的补偿应该被校准。在一个实施例中，可以通过使用低带宽控制器执行这种校准，同时以高速旋转。如果控制器带宽足够低，则其不会对正弦曲线干扰作出反应，并且使用该低带宽控制器在旋转期间的位置/力测量可以被用作不平衡校准。校准的值随后可以被应用作为设定点。并且进一步地，测量的位置/力可以迭代地使用以达到更好的估计或预测。可选地，可以在从控制器输出中过滤旋转频率的控制器中应用等级(notch)。此外，在这种情况下，测量的位置/力可以用作设定点，并且进一步地，测量的位置/力可以迭代地使用以达到更好的估计或预测。
在该实施例中，因为框架8不再围绕几何中心10旋转，因此可以引入束被预期入射目标情形中的偏离。例如，可以引入透镜14、18位置偏离。这些偏离可以使用在目标水平位置处(例如使用在衬底台中的传感器或其他台或框架中的传感器)的传感器(例如，CCD摄影机)记录。随后测量结果可以用于调节信号以控制束的调制(例如，控制辐射源4的“点火”)，以便入射在想要的位置处的目标。
此外，高速转子的(刚性体)动力学通过回转效应管理或控制，对于两个倾斜方向Rx、Ry，这产生术语“回转效应”，在下面的关系式1中确定：
其中，θx和θy是围绕X和Y轴线的旋转，Jt是围绕θx和Θy轴线的惯量，Jz是围绕Z轴线的惯量，ωz是围绕Z轴线的角速度，并且TX和Ty分别是围绕X和Y轴线的转矩。矩阵P在下面的关系式2中描述为：
其中 ω gyro = J z J t ω z - - - ( 2 )
其中s是拉普拉斯算子。回转效应导致(1)对角线项中的刚度(而不是惯量)依赖于旋转速度，和(2)作为沿一方向的恒定的转矩的结果，沿另一个方向的恒定的旋转速度。
在一个实施例中，通过所谓的“交叉反馈”在控制回路中补偿回转效应，其中在一个方向测量的速度被反馈至另一方向上的转矩。参照图11，控制回路包括具有“交叉反馈”项CFB的内回路，“交叉反馈”项CFB作用在沿θx和θy方向的测量的转子速度。增益平衡矩阵GB在致动器P上分配控制力，以产生用于位置控制器C和增益调度矩阵GS的退耦系统。
通过可移动框架8的测量的位置产生可移动框架8速度是困难的，因为需要绝对速度，但是测量的是框架8相对于静止部分的相对位置。虽然静止部分几乎不移动，但是这种差异会在应用这种技术的过程引起严重的问题。因而，微分的位置(differentiatedposition)将与积分的静止部分的加速度结合。因为测量系统的噪音，这可能是不可行的。
相应地，在本发明的一个实施例中，不通过“交叉反馈”项CFB而是通过使用所谓的“回转补偿”GyC的反馈补偿回转效应。参照图12A，“回转补偿”GyC矩阵被插入在控制回路中的增益调度矩阵GS和增益平衡矩阵GB之间。结果，可以实现高精确的系统，其中增益平衡矩阵GB在用于位置控制器C和增益调度矩阵GS的前馈退耦系统中在致动器P上分配控制力。因此，可以在不用确定或测量可移动框架8的绝对速度的情况下减小或消除回转效应。
GyC矩阵在下面的关系式3中描述：
P decoupled = 1 / J t s 2 0 0 1 / J t s 2 GyC ( s ) = P cog - 1 · P decoupled = 1 ω gyro / s - ω gyro / s 1 - - - ( 3 )
这得出，如通过控制器看到的，关系式4：
P cog · GyC = 1 J t s 2 1 0 0 1 - - - ( 4 )
以上所描述的精确的GyC矩阵可以在某些情况下导致不稳定的系统。例如，如果不精确地知道ωgyro(依赖于惯性)，可能会出现不稳定性。相应地，“失谐”的GyC可以用在反馈路径中以帮助形成稳定的系统。例如，可以在GyC补偿项中包含高通过滤器。高通过滤器限制低频的纯积分器(pureintegrator)的增益。替换地或附加地，稍低的GyC增益(例如，0.99而不是1.00)可以用于提供稳定的闭合回路。为了稳定以此方法微调GyC的缺点是前馈的性能下降。为了帮助消除此缺点，参照图12B，图12A的控制回路可以与失谐的GyC(“GyC1”)一起使用，并且被增加至控制回路的可以是在设定点前馈中应用的精确的GyC(“GyC2”)。
此外，在一个实施例中，从移动可移动框架8产生的反作用力应该被减小或消除。例如，反作用力不应该被允许直接作用在支撑框架5、15上。在高精确度的应用中，使用高控制器带宽，其会严重地被响应于直接激发的反作用力的支撑框架动力学干扰。相应地，期望隔离机构。通过隔离机构表示完全将支撑框架5、15与移动可移动框架8产生的反作用力或振动隔离(和/或将可移动框架8与来自支撑框架5、15的振动或力完全隔离)或至少显著地减小/阻尼这种移动可移动框架8产生的反作用力或振动(和/或至少显著地减小/阻尼来自支撑框架5、15的振动或力)的机构。这种隔离机构可以包括反作用框架，所述反作用框架与应该受保护免于反作用力或振动作用的多个元件所附连的分离的框架相组合而连接至可移动框架8的电动机。框架可以例如分离地连接至地面，或可以经由阻尼装置连接至每一个。附加地或替换地，可以使用一个或多个反作用质量(有时称为平衡质量)。
参照图13A-D，示意地示出可移动框架8的一个实施例，其中一个或多个反作用质量350用于吸收致动器11的反作用力的全部或至少一部分。在该实施例中，如上所述，静止部分5(例如，刚性杆)延伸至框架8的内部，使得框架8围绕静止部分5并因此至少围绕Z轴线旋转。该可移动框架8系统可以包括如上所述的电动机300中的一个或多个并且具有主动磁轴承。该可移动框架8系统还可以包括一个或多个如上所述的传感器312。在一个实施例中，静止部分5刚性连接至框架15。因为框架8随着框架8和静止部分5之间的一个或多个传感器，因此静止部分5如期望地刚性地连接至框架15，使得可以参考衬底运动的框架15和框架8之间存在正确的关系。在一个实施例中，静止部分5可以经由隔离机构352(例如弹簧或气体基座形式的阻尼装置)连接至框架15，这可以要求附加的差分测量，以在框架8和框架15(和/或其他结构)之间建立正确的关系。框架15可以经由隔离机构354(例如弹簧或气体基座形式的阻尼装置)连接至地面，这可以要求附加的差分测量。
在该实施例中，反作用质量350可移动地连接至静止部分5。反作用质量350可以通过例如弹簧连接至静止部分5。连接至反作用质量的是电动机300的一部分，同时电动机300的另一部分是框架8的一部分或连接至框架8。当电动机300被用以驱动框架8时，反作用力通过反作用质量350被吸收，使得反作用力的全部或至少相当大的一部分不传递到静止部分5。
图13B示出图13A的虚线框画出轮廓的一部分的实施例的示意侧视图，并且图13C示出图13A的虚线框画出轮廓的一部分的一个实施例的示意俯视图。在该实施例中，电动机300的线圈(电磁体)部分安装在反作用质量350中或反作用质量350上。虽然图中示出电动机300的4个线圈部分，但是可以提供其他数量的线圈部分。电动机300的线圈部分与框架8相互作用引起框架移动。例如，框架8可以由钢形成，使得电动机300的线圈部分与框架8的相互作用引起框架8移动。替换地或附加地，具体的结构可以安装在框架中或框架上，所述框架是电动机300的与电动机300的线圈部分协同操作的部分。在一个实施例中，电动机300的线圈部分可以在框架8上并且电动机300的其他部分可以位于反作用质量350上。
在一个实施例中，反作用质量350可以是连接电动机300的一个或多个线圈部分的单块结构(例如，围绕静止部分5的圆柱体)。在一个实施例中，可以具有一个或多个反作用质量350，例如可以具有2、3、4或更多个分立的反作用质量。每个反作用质量可以安装电动机300的超过一个的线圈部分。在一个实施例中，电动机300的每个线圈部分具有其自身的反作用质量350。
在一个实施例中，一个或多个反作用质量350可以在达到6个自由度并且包括6个自由度内移动。在一个实施例中，一个或多个反作用质量350可以在仅1个、2个、3个或4个自由度内移动。
在一个实施例中，一个或多个传感器312安装在静止部分5上，以直接测量可移动框架8相对于静止部分5的位置。每个传感器312可以沿单个方向(例如Y方向、X方向等)测量或沿多个方向(例如沿X和Y方向)测量。反作用质量350可以内在地设置间隙，以允许传感器312测量可移动框架8。替换地或附加地，可以在多个反作用质量350之间设置间隙，以允许传感器312测量可移动框架8。
参照图13C和14，对于每个致动方向，可以设置至少两个电动机300(例如磁阻电动机)，每一个在转子的每个相对侧(也可以例如参见图7中的上面一组电动机300，图7中的下面一组电动机300，图13B中的上面一组电动机300，或图13B中的下面一组电动机300)。这种设置的原因在于特定电动机可以施加单向的力。在一个实施例中，参照图14，用于特定致动方向的至少两个电动机300连接至相同的反作用质量350。这种布置允许总的反作用质量的较高质量，限制其偏移。
在图13D中，示出图13B中示出的实施例的变形形式。与图13B中类似，电动机300的一部分安装在反作用质量350上或反作用质量350中。在这种情况下，电动机300的2个示出的上部部分引起框架8沿X方向的移动，同时电动机300的2个另外的上部部分(未示出，但是与电动机300的两个示出的上部部分成90度)引起框架8沿Y方向的移动。电动机300的2个示出的下部部分引起框架8沿Z方向的移动。在一个实施例中，电动机300的另一下部部分可以设置以引起沿Z方向的移动。在电动机300的3个或更多个部分用以引起沿Z方向的移动的情况下，电动机300可以沿Z、Rx以及Ry方向致动。在一个实施例中，电动机300的多个部分可以引起框架围绕Z轴线旋转。在一个实施例中，电动机300的多个部分中的每一个或全部可以是磁阻电动机的一部分。与图13B类似，一个或多个传感器312安装在静止部分5上，以直接相对于静止部分5测量可移动框架8的位置。在这种情况下，传感器312安装在反作用质量350的外周的外侧，以便测量框架8。
通过使用一个或更多个反作用质量350，可以获得处于想要的带宽的稳定系统。反作用力可以在进入静止部分5之前被过滤，由此允许高的伺服控制带宽和小的位置误差。在一个实施例中，系统在20Hz条件下可以具有1kg的反作用质量350，500Hz条件下可以具有10kg的静止部分5，80kg的可移动框架8，150Hz条件下5000kg的框架15，以及对应1.5-3Hz具有气体底座354。在这样的系统中，可以实现静止部分5中具有低反作用力或无反作用力的稳定系统。参照图15，模拟数据的伯德曲线显示例如在没有反作用质量情况下沿X方向的机械传递。在没有反作用质量的情况下，反作用路径在200Hz以上开始靠近作用路径。接着参照图16，模拟数据的伯德曲线显示具有反作用质量情况下沿X方向的机械传递。在具有反作用质量的情况下，反作用路径在200Hz以上保持离开作用路径。进一步，从图16可以看到，反作用质量不能解决低于20Hz的频率，因为由于没有共振这个范围的频率不应该影响稳定性。附加地，参照图16，反作用路径在大约20Hz处被放大，即反作用力被放大，然而这低于控制系统的带宽，并且因此没有严重的有害影响。如果需要可以以另一方式(例如阻尼)解决大约或低于20Hz的频率。对于大约20Hz以上的频率，反作用质量有效地保持反作用路径远离作用路径。
在操作时，力有时可能太大以至于不能被反作用质量吸收；反作用质量的偏移或漂移可能变得太大。这可以是这种情形，例如(1)当通过可移动框架8追踪六个自由度轮廓或曲线(例如，相对于衬底保持可移动框架8的正确位置和取向，例如调平)时和/或(2)当极大的重复的干扰或扰动需要补偿时，例如来自重力补偿器的特性沿Z方向作用，以沿Z轴线定位可移动框架8)。
可能的方案是替换使用一个电动机300，使用至少两个电动机356、358。参照图17，连接至反作用质量350的第一电动机356仅应用伺服反馈力360。直接地连接至静止部分5的第二电动机358仅应用伺服前馈力362。伺服前馈力高得多，但是不需要通过反作用质量隔离，因为它们不能够使控制回路不稳定。进一步，在这种类型的布置中，因为连接至反作用质量350的电动机356将仅应用相对小的力，因此偏流可以被用在相应的相对的电动机上。随后致动力在一个电动机内被转化为较大的电流，并且在另一个电动机中被转化为较小的电流。这可以意味着不需要从一个电动机切换放大器至下一个。
在一个实施例中，可移动框架8可能要遭受干扰获得高的控制器带宽的内部动力学。因此，期望获得较高的带宽，这可以导致更好的精度。随后的测量可以帮助实现这种较高的带宽、更好的精度和/或更好的成像。
图18示出具有围绕框架4的一部分均匀间隔的多个电动机300(例如4个诸如磁阻电动机等的电动机)的可移动框架的示意俯视图。例如，在图18的示例中，电动机300位于0度、90度、180度以及270度的位置。此外，图18还示出多个传感器312(例如3个传感器)，用以测量可移动框架8在X、Y方向上的位置/力。传感器围绕框架4的一部分均匀间隔开。例如，在图18的示例中，传感器312位于45度、165度以及285度的位置。
参照图19，图18的框架8被图示为被旋转。在运动期间，可移动框架8可以在特定频率条件下采用作用其模式之一的椭圆体形状，如图19所示。该形状通过传感器312被拾取，并通过电动机300致动，并因此在控制器尝试控制的机械系统中显示。这种模式和/或其他低的模式在控制回路中变得“可见”，并因此可以导致减小的带宽。低的带宽可以导致较大的定位误差，并且在可旋转的框架8的情形中可以导致在高旋转速度条件下的不稳定。
在一个实施例中，期望任一种这种模式(和/或其他低的模式)不被传感器312感测和/或不被电动机300驱动，因而本质上从伺服开放回路去除。在一个实施例中，为实现此，传感器位于基本上将两个相邻的电动机的角位置等分的角位置处。例如，如果相邻的电动机分别位于0度和90度位置，则传感器位于大约45度位置。因此，参照图20，在一个实施例中，电动机300位于例如在图18和19中示出的0度、90度、180度以及270度位置处。然而，现在具有4个传感器，它们位于45度、135度、225度以及315度位置处。在这种布置中，正如下面参照图21(A)-(D)示出的，此时椭圆体振形(modeshape)没有被传感器312感测为椭圆体，或被电动机300驱动为椭圆体，因而从伺服开放回路去除。图21(A)和21(B)示出通过一个或多个电动机300驱动的框架8的一些振形，但是不被传感器312感测为椭圆体。参照图21(C)和(D)，当可移动框架8旋转(从图21(A)中的取向至图21(C)中的取向，或从图21(B)中的取向至图21(D)中的取向)，可移动框架8的椭圆体振形变成可通过一个或多个传感器312感测为椭圆体，但是不能通过一个或多个电动机300驱动为椭圆体。
参照图22，Bode曲线示出使用转子的动力学模型在图20的电动机300/传感器312取向的情况下和没有该取向的情况下的模拟结果。曲线400示出在没有图20的电动机300/传感器312取向的情况下的正常响应。曲线402示出在图20的电动机300/传感器312取向的情况下的响应，其中传感器312是径向传感器。曲线404示出在图20的电动机300/传感器312取向情况下的响应，其中传感器312是切向传感器。可以看到，例如，曲线400中大约830Hz模式在曲线402和404中不再明显。
进一步，在一个实施例中，参照图23，使用8个电动机300(例如磁阻电动机)以获得X和Y位移，以及Rx和Ry旋转。第一组四个电动机300(图示为虚线方形)位于可移动框架8的顶部或其附近，而另一组四个电动机300(以实线方形示出)位于可移动框架8的底部或其附近。可以在可移动框架8的顶部和底部都使用超过4个电动机300(例如总的8个电动机300)，以主动地控制可移动框架8的模式。这种形式的过驱动可以结合增加额外的传感器312。
然而，为了帮助避免顶部一组和底部一组电动机300激发可移动框架8的模式(例如椭圆体模式)并且参考图24，底部一组电动机300的每个电动机(用虚线方形示出)位于将顶部一组电动机300(用实线示出)的两个相邻电动机的角位置大体等分的角位置处。例如，参照图24，如果顶部一组电动机300的相邻的电动机300分别位于0度以及90度位置，则底部一组电动机300中的电动机位于大约45度位置。事实上，底部一组电动机300相对于顶部一组电动机300旋转大约45度。此时，如果应用X、Y、Rx或Ry力，则仅顶部一组电动机300或底部一组电动机300可以激发该模式，但是不都在同时。
如上所述，在运动期间，可移动框架8可能遭受带宽限制内动力。例如，可移动框架8可以采用在特定频率下的椭圆体形状，作为其模式之一。这种形状可以通过如图19所示的传感器312获取并通过电动机300致动，因此将在控制器尝试控制的机械系统中显示出来。这种模式和/或其他低模式在控制回路中变得“可见”，并因此可以导致带宽减小。低的带宽可以导致较大的定位误差，并且在可旋转的框架8的情形中在高旋转速度条件下会导致不稳定。
如上所述，一种解决方案是使得特定(即低频率)振形不被观察或不被致动为那些振形。在一个实施例中，多个单独的传感器信号例如使用平均方式被组合以生成不可观察性。例如，如上参照图21讨论的，当多个传感器被彼此相对放置(即，相对于框架的中心相对于彼此180度)并且在那些位置上振形也是相对的，因而这些传感器测量180度相移的误差信号时，平均操作可以使得一振形“不可观察”和/或使得一振形不被致动为那种振形。例如，如图21所示，通过使用第一组沿第一方向彼此相对的两个传感器和第二组沿第二方向彼此相对的两个传感器使有任意旋转的椭圆体的振形变成“不可观察”的，其中第二组的第二方向基本上垂直于第一组的第一方向。在一个实施例中，可以采用多于两组传感器来测量框架的位置，并且便于使得框架的振形“不可观察”和/或不被致动为那种振形。这些附加的传感器组可以用以使得测量更加精确和/或使得框架更加“不可观察”和/或被更小程度致动为那种振形。附加地或替换地，附加的组可以用于使得框架的振形“不可观察”和/或不被致动为那种两组不可能感测到的振形，如果振形不是椭圆体或不是均匀的椭圆体。进一步地，一组传感器可以包括多于两个传感器。一组中可以使用多于两个传感器，例如用于测量不规则的椭圆体振形(例如，不是均匀的椭圆体的椭圆体型形状)。当多于两个传感器组合时，合适的传感器定位和数学运算(例如使用关于传感器位置、期望的振形和/或框架的角位置的信息(例如相对于框架的旋转位置的传感器测量的定时))将被用以组合多个测量结果，以在没有观察振形和/或不致动框架为该振形的情况下得出信号。
在还一实施例中，切向量测被用以沿基本上垂直于振形表现方向的方向测量，这便于使得振形不被观察和/或不被致动为该振形。这是因为沿切向方向的测量对振形(有点)不敏感，振形本身主要沿径向方向表现(例如椭圆体振形)。通过切向量测意味着在框架的表面的切向和/或从旋转轴线的径向的切向测量。用以利用切向量测进行测量的框架8的表面不需要是曲面(例如圆弧形)表面，也不需要它是框架8的外表面。
参照图25，设置一个或多个切向传感器380，沿基本上切向方向测量框架8。在一个实施例中，设置五个切向传感器380以允许五个自由度(X，Y，Rx，Ry，和Rz)的测量，因而允许控制五个自由度上的定位。如图25所示，三个切向传感器380在框架8的顶部一半处围绕框架8的旋转轴线均匀地间隔开。另外两个切向传感器380在框架8的底部一半处围绕框架8的旋转轴线间隔开。在一个实施例中，三个切向传感器380可以位于框架8的底部一半处，两个切向传感器380可以位于框架8的顶部一半处。设置附加的传感器382用于轴向(Z方向)测量并因此控制沿轴向方向的定位。
在一个实施例中，一个或多个传感器380、382可以是编码器系统。在一个实施例中，编码器系统的比例尺或量尺在框架8内或框架8上，并且编码器系统的传感器、变换器或读头位于固定部分5和/或框架15上。在一个变形形式中，编码器系统的比例尺或量尺在固定部分5内或固定部分5上，并且编码器系统的传感器、变换器或读头位于框架8上。在一个实施例中，一个或多个传感器380、382可以是电容传感器、Eddy电流传感器(涡电流传感器，Eddycurrentsensor)或共焦传感器。在一个实施例中，每一个传感器380是编码器系统，并且传感器382是电容传感器、Eddy电流传感器或共焦传感器。
参照图26(A)和(B)，示出根据本发明的一个实施例的示意的框架8的侧视图和俯视图。在这种情形中，框架8是圆形，但是并不必是这样。如图26(A)所示，每个切向传感器380包括与比例尺或量尺386组合的传感器、变换器或读头384。在这种情况下，比例尺或量尺386连接至框架8。图26(A)中示出的是切向传感器380中的与框架8的顶部一半相关联的两个，图26(B)中示出的是与框架8的顶部一半相关联的三个切向传感器380。仅为了方便，框架8的底部一半的两个切向传感器没有在图26中示出。此外，可以看到，在本实施例中，比例尺或量尺386连接至框架8的侧向外表面，传感器、变换器或读头384布置在比例尺或量尺386处，其中它们的感测表面面对图中通过相应的箭头示出的方向；正如将可以认识到的，比例尺或量尺386可以位于框架8的另一表面上或另一表面内。此外，虽然比例尺或量尺386被图示为连续的，但是并不必这样。例如，比例尺或量尺386可以围绕框架8的外侧表面被分段成子比例尺或量尺386，它们例如每一个与特定传感器、变换器或读头384相关联。在一个实施例中，比例尺或量尺386包括线性格栅或光栅。通过如图26所示的组合的切向传感器380的读取，可以确定框架8沿X和/或Y方向的移动以及围绕Z轴线的旋转。结合框架8的底部一半上的类似的切向传感器380，可以确定围绕框架8的X和/或Y方向的运动。
参照图27(A)和(B)，示出根据本发明一个实施例的示意的框架8的侧视图和俯视图。在这种情形中，框架8是圆形的，但是并不必是这样。如图27(A)所示，每个切向传感器380包括与比例尺或量尺386组合的传感器、转换器或读头384。在这种情形中，比例尺或量尺386连接至框架8。27(A)中示出的是切向传感器380的与框架8的顶部一半关联的两个切向传感器，图27(B)中示出的是与框架8的顶部一半关联的三个切向传感器380。仅为了方便，图27中没有示出框架8的底部一半的两个切向传感器。此外，可以看到，在该实施例中，比例尺或量尺386连接至框架8的外顶部(或底部)表面，传感器、转换器或读头384布置在比例尺或量尺386处，其中它们的感测表面面对相应的箭头示出的方向。此外，虽然比例尺或量尺386被示出为连续的，但是这并不是必须的。例如，比例尺或量尺386可以围绕框架8的外顶部(或底部)表面被分段为子比例尺或量尺386，它们例如每一个与特定传感器、转换器或读头384关联。在一个实施例中，比例尺或量尺386包括线性格栅或光栅。通过如图27示出的切向传感器380的组合读取，可以确定框架8沿X和/或Y方向上的运动，以及围绕Z轴线的旋转。结合框架8的底部一半上的类似的切向传感器380，可以确定围绕框架8的X和/或Y方向的运动。
可以采用图26和27中示出的布置的组合。例如，可以将如图26所示的一个或多个切向传感器380的布置用于框架8的顶部一半，同时图27中示出的一个或多个切向传感器380的布置可以用于框架8的底部一半，反之亦然。其他的组合对于本领域技术人员是显而易见的。
切向传感器的一个优点在于其对由角速度导致并且依赖于角速度的径向变化(例如考虑到范围或区域耗散)相对不敏感。对于文中考虑中的角速度，变化可以是100微米量级。对径向变化(膨胀或收缩)的不敏感可以得到位置测量的较高精确度，并因此得到位置控制的较高精确度。因此，使用切向传感器基本上不能观察径向方向上的显示其自身的振形，由此允许较高的带宽，并且同样允许位置和成像精度的提高。而且，切向传感器比沿径向方向测量的传感器具有优势，径向传感器将容易具有弯曲的测量表面，因此限制了精确度。
本申请中的编码器系统的优点是它的避开(stand-off)距离(即，编码器头和比例尺或量尺之间的距离)。编码器系统的相对大的避开距离可以提高对于(i)紧急停止(例如框架8碰撞)和/或(ii)组装/可维修性的努棒性。例如，与对应例如大约105x分辨率的电容传感器的大约名义避开距离相比，用于高分辨率(例如10nm分辨率)测量的编码器系统的避开(stand-off)距离可以是毫米量级(甚至达到10mm)，当分辨率为大约10nm时其平移至大约0.1mm的避开距离。此外，例如编码器系统等光学传感器将不会被例如致动器生成的磁场影响。
除了对径向变化不敏感，附加的或替换的优点在于，例如与沿径向测量的系统相比，可以减少传感器的数量。传感器数量的减小可以(i)降低噪音(和提高精确度)，和/或(ii)减小成本和产量。然而，如果采用传感器的平均，则减少传感器的数量不是必须的并且真正的使用大量的传感器(例如为了成本)可能意味着较小的噪音。噪音随着所用的传感器数量的平方根反比率(theinversesquareroot)减小并因此更多的传感器意味着总的结果是更小的噪音。
如上所述，可移动框架8期望被平衡以减小或最小化框架8中的不平衡(例如通过类似汽车轮胎的平衡那样战略地增加重量或去除重量而被平衡)；框架8应该非常好地通过机械方式平衡。例如，每个框架8可以被平衡至例如2kg*pm。通过这样的平衡，不仅最小化或减小框架8上不平衡的潜在的有害影响，而且附加地或替换地可以最小化或减小框架8对设备1中支撑框架5和15、另一框架8和/或一个或多个其他部件上的影响。
尽管平衡了框架8，但是可能保留一些不平衡。参照图28，框架8具有一定量(即使非常小)的不平衡，这导致通过框架8应用净力或合力至框架5、15。通过每个框架8应用的净力或合力以符号的方式由与框架8相关联的矢量410示出。该矢量仅是力的合力方向和大小的示例；矢量可以具有不同的方向和/或大小，并且由于框架8的移动实际的力的方向和大小可以是随时间变化的。因此，矢量410表示框架8和框架5、15之间交换的力的方向和大小。力410是例如由于框架8的轴线相对于框架5、15的轴线偏离产生的，轴线偏离的方向和大小通过矢量420示出。附加地或替换地，力410例如由于框架8相对于框架8的中心(例如成像或光学中心)的重心偏离产生，重心偏离的方向和大小通过矢量430表示。不平衡的其他潜在原因可以包括影响框架8的框架8的环境，例如环境中的气体(如果有)和可选的气流、环境中的(例如来自另一框架8、来自致动器用以移动框架8等)磁性、静电和/或电产生的力、与框架8相关的轴承(例如磁性和/或气体轴承)等。
这种不平衡不仅可能不利于特定不平衡的框架8，而且不平衡的框架8对设备1中的支撑框架5和15、另一框架8和/或一个或多个其他部件具有不利的影响。实际上，即使不平衡不足以严重到损害框架8本身的正确操作，但是框架8本身的不平衡，或与一个或多个其他框架8的不平衡组合可能足以引起对设备1内的支撑框架5和15、另一框架8和/或一个或多个其他部件的不利影响。例如，当各个的不平衡本身可能不引起不利影响时，多个轻微不平衡的框架8对公共框架5、15的组合影响可能足够引起对设备1内的支撑框架5和15、另一框架8和/或一个或多个其他部件的不利影响。
相应地，期望将框架8的不平衡纠正至严格的成像规格以内和/或减小或消除由于框架8的不平衡带来的框架8之间、框架8和支撑框架5、15之间和/或任意数量的其他部件之间的动态振动相互影响。
在一个实施例中，在设备包括多个可移动框架8的情况下，一个或多个框架8的位置(例如旋转)可以被微调，以减小或消除由于框架8带来的例如对支撑框架5、15的总的不平衡影响。例如，在相同框架5、15上具有多个框架8的情况下，一个或多个框架8相对于一个或多个其他框架8的角位置(旋转角度)可以选择成使得由于一个或多个框架8的不平衡带来的对框架的总的力被减小或最小化。
参照图29，框架5、15可以支撑多个可移动框架8。在该实施例中，每个框架8大体围绕相应的框架8的轴线10旋转。每个框架8包括多个透镜14、18(为了清楚起见，一个框架8中仅示出一个透镜14、18，但是应该认识到如图所示的每个框架8可以具有多个透镜14、18，例如在图3和6中)。如上所述，每个框架8具有一定量的不平衡(即使是非常小)，这导致框架8施加净力或合力至框架5、15。通过每个框架8施加的净力或合力通过与框架8相关的相应的矢量410以符号的方式表示。矢量仅是力的净方向和大小的示例；矢量可以是具有不同方向和/或大小，由于框架8的移动实际的力的方向和大小可以是随时间变化的。
期望地，通过它们的相应的不平衡(如果有)引起的框架8的全部净力的和将对框架5、15产生为零的净力。在大致没有净力作用在框架5、15上的情况下，不应该存在或存在极小的由于不平衡而造成的对支撑框架5、15的不利影响，不应该存在或存在极小的对另一框架8的不利影响，因为传递不平衡力的框架5、15已经基本上没有由于不平衡带来的净力，以及，不应该存在或存在极小的对设备1中一个或多个其他部件的不利影响，因为传递不平衡力的框架5、15已经基本上没有由于不平衡带来的净力。
为了便于实现对框架5、15没有作用净力或有极小的净力，每个框架8的不平衡的大小和方向被分离地测量。可以以多种方式并且在不同时间测量框架8的不平衡。例如，在使用框架8期间可以测量不平衡(例如以缩短设备的停工时间)，和/或可以在不使用框架8的时候(例如，在(再)校准或维修程序期间)测量不平衡。此外，可以在框架5、15上合适位置测量框架8和/或在从框架8移除时测量(例如从框架5、15移除和在分离的不平衡测量工具中测量)。
如何能够测量不平衡的非限制示例是，当框架之一在水平方向(例如在X和/或Y方向)上以不同于其旋转频率(例如78Hz或80Hz)的频率被干扰时获得其测量信号(例如来自连接至例如框架5、15的力传感器或加速器的信号)，并将该信号与在其旋转频率条件下的测量信号对比，使得产生拍频(beatfrequency)，这以角单位(例如度)指示不平衡的“位置”。图30(A)示出具有不同频率的两个测量信号(E1和E2)，一个是在名义旋转频率条件下，另一在不同的频率条件下，在此被示为它们的角位置相对于时间的函数。图30(B)示出这两个信号E1和E2的叠加。图30(C)示出正弦曲线，其可以在分析图30(B)时被分辨。图30(D)示出作为两个其他频率的函数的拍频(注意的是，在图30(D)中最小振幅不需要回到零，而是可以具有偏差，因为输入频率将有可能具有不同的振幅)。该拍频是用于不平衡的测量，然而在远低于旋转或干扰频率的频率条件下，其随时间改变振幅。该振幅变化是两个输入频率之间的相差的函数，因而不平衡的切向位置可以被确定。在不平衡的位置已知的情况下，可以使用对于两个信号的相同的频率，以确定不平衡的振幅。例如，可以使用校正(例如应用单个或多个已知的力)在一频率下抵消框架的不平衡，并且如果测量不产生或产生极小的不平衡，则可以确定振幅。结果，角位置和不平衡的大小都可以被确定。在一个实施例中，可以对一定范围的频率实施测量和计算，以改善精确度(并排除例如一个或多个其他框架的频率)。
在另一非限制示例中，可以通过测量框架5、15的位置、振动和/或应用至框架5、15的力来间接测量框架8的不平衡。在另一非限制示例中，通过辐射传感器(例如强度传感器)可以测量投射通过框架的透镜14、18的辐射，以确定与不平衡相互关联的辐射的变化。换句话说，传感器可以测量框架8投射的斑点，以确定不平衡。这种传感器可以例如是传输图像传感器。该传感器可以位于例如台2上。在一个实施例中，分束器可以位于束的路径内或被插入束的路径中，以便允许通过传感器对束取样用于测量。在另一非限制示例中，可以使用框架8的伺服位置误差，例如框架8相对于框架5、15的伺服位置误差。作为示例，测量束可以用于测量框架8相对于例如框架5、15的位置和/或检测器安装于其上的框架的位置。可以执行适当的中间测量，以将框架8的测量置于合适的坐标系统，例如保持传感器的框架和框架5、15之间的测量等。
显然，框架8的不平衡可以通过使用多种不同的系统和/或工具以多种不同的方式测量。而且，不需要获得不平衡的角位置和大小的值。例如，如果例如每个框架8的不平衡的大小基本上或几乎足够相同，则可能仅指明不平衡的方向就足够。
在已知一个或多个框架8的不平衡的情况下，可以采取多个步骤校正不平衡。可以单独或组合地采用多种不同的方法以校正不平衡。这些方法中的一部分在下文讨论，并且可以单独使用或组合使用。此外，例如，可以在不同时间校正不平衡。例如，可以在使用框架8期间校正不平衡(例如，当正使用框架投射辐射时，不同目标部分的曝光之间的一段时间期间，不同衬底的曝光之间的一段时间期间等)和/或当没有使用框架8时(例如(再)校准或维修程序期间)可以校正不平衡。此外，可以校正特定框架8的不平衡，或对于多个框架8可以集合校正。在后一种情形中，对于多个框架8中的特定框架8的校正可以与校正框架8的不平衡仅为了减小或消除框架8的不平衡不同。例如，可以不减小框架8本身的不平衡，而是重新定向，使得可以消除另一框架8的不平衡。
在一个实施例中，可以通过调节一个或多个框架8相对于一个或多个其他框架8的位置来校正不平衡。特别地，这种校正应该考虑一个或多个其他框架8的位置。在一个实施例中，一个或多个框架8的调节应该使得每个框架8施加到框架5、15上的力尽可能多地消除其他一个或多个框架8施加到框架5、15上的力。
在一个实施例中，位置的调节包括相对于一个或多个其他框架8的角位置调节一个或多个框架8的角位置。更具体地，在特定时间在其旋转过程中框架8的特定部分的角位置相对于在相同时间另一框架8的特定部分的角位置被调节。例如，参考图31，示出支撑图29中的多个可移动框架8的框架5、15。如上所述，框架8围绕它们各自的轴线10旋转。图29和31示出例如在特定时间点在它们各自的旋转期间的框架8。为了示出如何可以校正不平衡，图31左边的第二框架8的角位置相对于其他框架被调节，这可以在与图29对比时看出。尤其地，图29中的框架8上示出的透镜14、18(例如X个透镜中的透镜1)的角位置从图29中的大约8点位置被调节至大约10点位置。换句话说，尽管框架8以相同的频率旋转，其相角也被调节。通过这种调节，如图31所示，不平衡的方向被改变(并且可选地，依赖于框架8的不平衡的属性可以改变大小)。当一个框架8的不平衡的改变加入一个或多个其他框架8的不平衡的因素，则框架8施加到框架5、15上的力应该被有效地消除。这可能需要改变一个或多个其他框架8的位置，使得施加到框架5、15的总的力接近零(或低于可容忍水平)。
在一个实施例中，在框架8具有一个或多个透镜14、18的情况下，透镜14、18相对于来自可控元件4的辐射束的位置具有重要意义。尤其地，透镜14、18可能需要处于相对于该束的特定位置，使得其可以适当地接收该束。此外，另一框架8的接收辐射束的透镜14、18在接收它的束的时候也可能需要处于特定位置，并且也处于相对于另一框架的透镜14、18的特定位置。例如，如图2所示，不同的框架18的透镜14、18可能需要沿特定取向被对准，以曝光目标部分。相应地，在一个实施例中，改变框架8的位置以至少部分补偿不平衡可以考虑框架8上的一个或多个透镜14、18的位置。在一个实施例中，框架具有围绕中心轴线10的多个透镜14、18(例如，参见图3和6，但是为了清楚图29和31仅示出一个透镜14、18)。因此，在一个实施例中，可用于框架8的角位置调节的数量至少包括围绕轴线10的透镜14、18的数量。例如，如果200个透镜14、18围绕特定框架8的轴线10布置，则可以是框架8的200个角位置，而不必调节照射时机。因此，框架8上的大量的透镜允许极大的调节自由度，并因此允许极大地减小激发力。例如，假定十个可移动框架8具有十个不平衡矢量，可以考虑所有方向上的六个自由度不平衡影响，。
对于使用透镜14、18的特定角位置的调节的附加或替换方式是，可以使用照射调节帮助实现位置调节，例如调节围绕轴线10的两个相邻透镜14、18之间的角度。例如，框架8可以被调节至特定位置，并且如果透镜14、18没有正确地与束对准，例如在从可控元件4同步提供全部束至每个框架8的情况下，则将辐射投射到框架8的透镜14、18上的时机可以相对将辐射投射到另一框架的透镜14、18上的投射而被调节，例如束变成异步的或不同地异步。如果需要，图案的一部分的投射的合适的偏移可能需要通过在框架8之间调节图案形成的分配的设备控制器而在框架8之间偏移或共享。
可以校正一个框架8或多个框架8的不平衡的附加的或替换的方式是调节特定框架8本身的不平衡。例如，框架8可以被增加或去除重量，以改变不平衡的方向和/或大小。
可以校正一个框架8或多个框架8的不平衡的附加的或替换的方法是调节支撑一个或多个框架8的框架5、15。例如，可以使用致动器将抗衡力(counterbalancingforce)施加至框架8，以至少部分地补偿通过一个或多个框架8施加到框架5、15的力。在一个实施例中，通过支撑在框架5、15上的全部框架8给予的净不平衡可以被确定(通过计算和/或通过测量)，并且可以通过致动器施加抗衡力至框架5、15。由于框架8的移动使得这种力的应用可能是复杂的，并且致动器将需要以基本上等于框架8的频率操作。
可以校正一个框架8或多个框架8的不平衡的附加的或替换的方法是采用平衡质量或反作用质量，用于一个或多个框架8，或者采用平衡或反作用质量，用于支撑一个或多个框架8的框架5、15。例如参见美国专利第US6,525,803和6,449,030号(每一个在此通过参考全文并入)的平衡或反作用质量的设计原理和示例结构，其随后将被适当地配置用于特定框架8、多个框架8和/或框架5、15。可以配置平衡或反作用质量以部分或整体消除沿特定一个方向、两个方向(例如X-Y平面)、三个方向、四个方向(例如X-Y-Z和围绕三个方向之一的旋转)、沿五个方向或沿六个方向的力。
可以校正一个框架8或多个框架8的不平衡的附加的或替换的方法是采用用以控制一个或多个可控元件4(和/或一个或多个其他调制装置)、以至少部分补偿一个或多个框架8的不平衡的数据进行校正。特定地，例如，可以提供构成“数据路径”的硬件和/或软件，以将待在衬底上形成的期望的器件图案的基于矢量的表示转换为适于驱动可编程图案形成装置的控制信号。图32是示出被包含在这种数据路径中的示例处理阶段100的示意图。在一个实施例中，每一个阶段直接连接至其相邻的阶段。然而，不必必须是这样。在一个实施例中，在如图所示的任意阶段之间可以提供一个或多个附加的处理阶段。附加地或替换地，一个或多个阶段中的每一个可以包括多个阶段。一个或多个阶段可以组合。
在如图32所示的示例中，在阶段102提供期望的器件图案的基于矢量的表示。可以通过使用例如GDSII等矢量设计包构造基于矢量的表示。存储的基于矢量的表示直接或经由一个或多个中间阶段被前馈至光栅化阶段104(rasterizationstage)。中间阶段的示例包括矢量预处理阶段和低通过滤器阶段。低通过滤器阶段可以例如执行抗混叠或图形保真(antialiasing)处理。
光栅化阶段104将想要的器件图案的基于矢量的表示(或基于矢量的表示的处理版本)转换为与想要的器件图案对应的想要的剂量图案的光栅化表示(即，适于通过衬底的后曝光处理形成想要的器件图案)。光栅化表示可以包括例如位图数据。位图数据可以被称为“像素图”数据。位图数据可以包括指示点的栅格上每个点处的想要的剂量的一组值。点的栅格可以称为光栅栅格。
光栅化表示(作为光栅化阶段104的直接输出或进一步处理之后输出)可以被供给至控制信号生成阶段106。控制信号生成阶段106可以被实施为单一阶段(如图所示)或实施为多个分离的阶段。
控制信号生成阶段106可以在光栅化栅格和限定图案形成装置可以在目标(例如衬底)水平位置处形成斑点曝光所在的位置的栅格(可以被称为“斑点曝光栅格”)之间执行绘图操作。绘图操作可以包括在光栅化栅格和斑点曝光栅格之间的插值。绘图操作可以配置成接收来自量测数据存储阶段108的量测数据。量测数据可以明确说明例如安装的衬底的位置和/或取向，和/或安装的衬底上相对于图案形成装置的之前形成的器件图案。量测数据还可以明确说明安装的衬底或之前形成的器件图案的测量到的变形。该变形可以包括例如偏移、旋转、偏斜和/或放大。因此量测数据提供有关在光栅化栅格和斑点曝光栅格之间的插值应该如何执行、以便确保在目标上的想要的剂量图案的正确定位的信息。如下文更详细地讨论的，量测数据可以还包括关于一个或多个框架8的不平衡的信息。
控制信号生成阶段106可以计算一组强度，其将要被应用在斑点曝光栅格中每个位置处，以形成想要的剂量图案。该组强度可以对应栅格中每个位置限定用以例如在该位置生成斑点的辐射束的强度。该计算可以考虑光学投射系统的性质并因此可以被称为“反光学”计算。计算可以考虑例如各个斑点的尺寸和/或形状，其可以通过光学投射系统的性质被指示。可以为斑点的一组给定的可以应用的强度中的每个强度限定尺寸和/或形状。斑点的尺寸和/或形状可以限定例如对于给定斑点的被供给的剂量的位置的变化。所述计算还考虑斑点位置离开由理想(即无工程误差)斑点曝光栅格几何形状限定的名义位置的偏离。
斑点可以在目标水平位置处彼此重叠，使得在斑点曝光栅格中的参考位置处实现的最终剂量可以依赖于在多个相邻斑点处被应用的强度。这种效果可以通过卷积操作以数学方式模型化。控制信号生成阶段106需要执行反过程(对于给定的想要的剂量图案，确定需要在每个位置处应用的强度)，因而可以执行去卷积操作。去卷积操作可以通过去卷积核限定。去卷积核可以通过去卷积矩阵表示。这种去卷积矩阵的系数可以被解释为在计算在斑点曝光栅格中相应的点(或斑点)处将被应用的强度时限定需要考虑在想要的剂量图案中参考点的区域内多个点处的剂量的程度的权重。
图33和34示意地示出在这种去卷积操作中的步骤。
图33示出示例的斑点曝光栅格120的一部分。栅格120中的每个点125表示将在目标上通过图案形成装置形成的斑点的中心。去卷积操作的目的在于确定强度值，以在每个点125处应用。斑点曝光栅格120将具有与图案形成装置能够在目标上形成的斑点曝光的图案对应的几何形状。斑点曝光栅格的几何形状因此可以是不规则的。在不规则的栅格中，在本申请的意思之内，栅格点的密度作为位置的函数变化，使得不能够完全通过将仅包含单个栅格点的单个单位单元(unitcell)设置为方格来构造栅格。图33中示出的栅格120的几何形状被极大地简化，并且不需要与商业器件相关的斑点曝光栅格类似。
图34示出光栅化栅格122的示例部分。在该示例中，光栅化栅格122具有规则的几何形状。在该示例中，规则的几何形状是矩形的。在申请的意图之内，规则的栅格的栅格点的密度在栅格可以完全通过将仅包含单个栅格点的单种类型单位单元设置为方格来形成的意义上是“均匀的”。点线121表示示例的单位单元(unitcell)。点线与四个栅格点的四分之一相交，并因此总体包含一个栅格点。可以在栅格122中每个点126处提供想要的剂量图案的样品。
图33中的实心栅格点123表示参考栅格点(随意选择的)。用于得出将要在实心栅格点123处应用的强度的去卷积操作的应用将涉及在斑点曝光栅格的与参考栅格点123的位置对应的区域内的斑点曝光栅格中多个栅格点处的想要的剂量图案的取样的加权贡献。图34中的实心栅格点127示意地表示与这种去卷积操作涉及的栅格点。在一个实施例中，表示为矩阵的去卷积核将(通过矩阵中非零系数的位置)限定哪些栅格点126被涉及和(通过矩阵中非零系数的值)栅格点被涉及的程度。
斑点曝光栅格中不同的点和/或点之间的去卷积操作的属性可以不同。这种变化可以考虑例如图案形成装置的光学性能的变化。可以通过使用校准测量获得光学性能的变化。在一个实施例中，可以根据需要存储和访问可选地通过校准测量获得的去卷积核的库。
控制信号生成阶段106可以将待应用于斑点曝光栅格内多个点中的每一个点处的强度值的序列转换为设定点值，以便生成控制信号。设定点值可以考虑图案形成装置的属性。例如，在图案形成装置包括多个自发射式对比度装置的情形中，设定点值可以考虑对自发射式对比度装置的响应中的非线性。设定点值可以例如通过校准测量考虑名义上一致的对比度装置的性质的变化。
控制信号输出阶段110接收来自控制信号生成阶段的控制信号并将信号供给至图案形成装置。
在图示的示例中，在数据路径的离线部分112中执行阶段102和104，在数据路径的在线部分114中执行阶段106-110。在一个实施例中，与阶段104相关的功能的全部或一部分可以在线执行。替换地或附加地，可以离线执行阶段106和/或108的功能的全部或一部分。
在一个实施例中，为了校正框架8的X-Y平面内的不平衡，例如在X-Y平面内沿一个方向的位移或振动，可以例如使用控制信号生成阶段106以数学方式处理数据，以引起X-Y平面内图案的至少一部分的补偿偏移。因为框架8的不平衡可以引起透镜14、18的位移或振动，因此透镜14、18依次可以引起图案的至少一部分在X-Y平面内位移，通过X-Y平面可以期望图案的至少一部分将入射到目标部分上。
相应地，对于X-Y平面中一个方向上的位移或振动，图案的至少一部分的数据可以例如被插值或通过与图案的该至少一部分相邻的相关数据进行外推，以产生引起否则将被供给至的框架的调制辐射改变的数据，以考虑不平衡。例如，如果位移或振动处于X方向，则在X方向上图案的相邻部分将被取样，随后计算插值/外推的数据，与没有补偿情况相比，插值/外推的数据使得不同的调制辐射被产生。实际上，结果是图案的像素图的至少一部分(例如一半像素)中的轻微的偏移，以至少部分地补偿框架8的不平衡引起的轻微偏移。实际上，例如，与将被投射的图案的受影响的至少一部分相关的辐射的至少一部分可以比根据名义设定点数据早或迟地被供给予框架8的不平衡的后续，即，图案的至少一部分的偏移至少部分被补偿。相关地，数据的校正以及所得的调制辐射可以导致将通过第一框架8投射到第二框架8的图案的至少一部分的偏移，以考虑可对第一框架8产生贡献的不平衡。总之，由于框架8中的不平衡，对于框架8的辐射斑点坐标系统相对与框架8相关的衬底坐标系统移动，并且该相对运动可以通过适当地改变数据而被至少部分地补偿。
此外，不平衡可以沿Z方向或具有Z方向的分量。上面的图33示出斑点曝光栅格120在单个平面内，例如最佳焦距的名义平面，其中每个栅格点表示束在目标上的名义位置。然而，在该平面内，栅格点的位置可能由于多种原因变化离开理想的均匀栅格。一个这样的原因可以是框架8的不平衡，其可以引起辐射不被聚焦在最佳焦距的名义平面，并因此斑点形状会变化、不同于基于设定点数据的期望的斑点形状。因此，必须考虑Z方向上的位置，其垂直于最佳焦距的名义平面并平行于投射系统的光学轴线。例如，即使在目标(例如衬底)被优化地相对于最佳焦距平面定位在一部分束入射到目标上的位置时，束也可能不会精确地位于最佳焦距平面。
因此，在一个实施例中，为了校正框架8在Z方向上的不平衡，在计算用于将多个斑点投射到目标上的束强度过程中考虑框架8在Z方向上的不平衡。实际上，Z方向上的不平衡引起散焦，其可以通过去卷积校正，以相比于名义设定点数据(束被投射在名义最佳焦距平面)改变强度值和/或分布。
在本发明的一个实施例中，控制信号生成阶段106可以针对每个栅格点126存储多个去卷积核(可以被构造为查找表，其中下面讨论的计算的Z位置用于选择适当的去卷积核)。多个去卷积核中的每一个与Z位置相关。在一个实施例中，多个去卷积核与多个Z位置相关联，所述多个Z位置跨过并取样于大约10μm范围，例如基于1μm从偏离名义最佳焦距-5μm至偏离名义最佳焦距+5μm。当执行去卷积操作以确定强度值、从而在多个点125中的每一个点处应用时，控制信号生成阶段106查阅关于Z方向上的不平衡的数据，并确定衬底上与曝光的预期时刻处栅格点125对应的部位的预期的Z位置。计算的或预测的Z位置随后用于选择一个适当的去卷积核。
在一个实施例中，在计算的Z位置不精确地对应存储的去卷积核中的一个的Z位置的情形中，通过插值或外推从存储的去卷积核计算去卷积核。已经为每个栅格点125选择或计算合适的去卷积核之后，如上所述进行去卷积计算。
在一个实施例中，针对在一个时间将被曝光的区域限定的体积以及通过去卷积核覆盖的Z位置范围，执行三维去卷积计算。在Z方向上在多个步骤中的每一个步骤处，三维计算是有效的二维计算。已经实施三维计算之后，通过从多个计算的值、为每个栅格位置处期望的Z位置选择合适的多个值(或通过合适的插值或外推)获得斑点强度。
在一个实施例中，在曝光之前执行束强度的计算。在本发明的一个实施例中，在执行曝光的同时实时(on-the-fly)执行去卷积计算。在该实施例中，来自测量装置的数据被用于提供不平衡的实时测量。随后这被用于基于去卷积核的库(如果需要，执行合适的插值/外推)选择或确定合适的去卷积核。
在一个实施例中，通过校正过程获得不同的Z位置的去卷积核。例如，使用诸如CCD等成像装置在不同的Z位置，例如在最佳聚焦的名义平面以及它之上和之下的五个步骤，获得束的图像。通过这些图像可以计算去卷积核。计算的去卷积核的数量可以大于实施的测量的数量。
在一个实施例中，代替插值或外推，可以使用另一拟合技术，例如最小平方或其他最小化技术。
在一个实施例中，Z位置的去卷积核的附加或替换是：为Rx和/或Ry不平衡提供一个或多个去卷积核。
在一个实施例中，对Rx和/或Ry不平衡，可以使用X/Y不平衡补偿技术和Z不平衡补偿技术的组合。例如，可以例如在基于存储的核计算核的过程中考虑Rx和/或Ry不平衡。
此外，一个或多个辐射束的强度可以被调节为使得曝光斑点的强度相对于名义设定点数据在特定方向或不同方向上具有离开曝光斑点的中心部分(峰)的较低的强度，以便于斑点的重叠。通过具有较小的值，区域的、通过遭受不平衡的束斑点和通过相邻斑点的双曝光可以被至少部分纠正。
在此处讨论的不平衡的校正的情况下，可以实现性能的提高。例如，可以较少激发框架5、15，这意味着潜在地更少或更小的动态响应和更好的成像。附加地或替换地，在多个框架8之间存在较少的动态振动相互作用。此外，校正框架8不平衡的能力可以允许减小框架8平衡要求，即初始的平衡。此处的校正还可以使得更换框架8(例如在场内)更容易，因为可以在工具内自动解决框架8的不平衡，并且可以减小每个框架8或框架8的组合的高平衡要求(例如，可以不要求框架8或多个框架8的过分调节和过多的配置)。
在一个实施例，此处补偿或补偿操作的涉及内容包括特定或净减小，超过或等于1％，超过或等于2％，超过或等于5％，超过或等于10％，超过或等于20％，超过或等于30％，超过或等于40％，超过或等于50％，超过或等于60％，超过或等于70％，超过或等于80％，超过或等于90％，超过或等于100％.
根据器件制造方法，可以从已经投射了图案的衬底制造器件，诸如显示器、集成电路或任何其他物件。
虽然在本文中具体参照的是将光刻设备或曝光设备用在制造集成电路，但应当理解这里所述的光刻设备或曝光设备可以有其他的应用，例如集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等的制造。本领域技术人员应该理解的是，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(例如，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)、量测工具或检验工具中。在可应用的情况下，可以将此处的公开内容应用于这种和其它衬底处理工具中。另外，所述衬底可以处理一次以上，例如以便产生多层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。
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，本发明的实施例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。以外，机器可读指令可以以两种或更多种计算机程序的形式实现。两种或更多种计算机程序可以存储在一个或更多个不同的存储器中和/或数据存储介质中。
术语“透镜”在情况允许的情形中，可以指的是多种类型的光学部件中任一种，包括折射式、衍射式、反射式、磁性式、电磁式以及静电式光学部件或其组合。
上面的说明书是为了说明而不是限制性的。因此，本领域技术人员应该清楚，在不脱离权利要求限定的范围的情况下可以对所述的本发明做出修改。

Claims (14)

1.一种曝光设备，包括：
投射系统，所述投射系统配置将多个辐射束投射到目标上；
多个可移动框架，所述可移动框架每个至少能够围绕轴线旋转；
致动器系统，用以使所述可移动框架旋转；和
控制器，用以调节所述可移动框架的位置，以至少部分地补偿一个所述可移动框架的不平衡或所述多个可移动框架中的另一可移动框架的不平衡，
其中所述控制器配置成计算所述多个辐射束中的每个辐射束的目标强度值以将所述目标曝光至想要的图案，并且控制每个辐射束的对应的目标强度值，其中所述控制器配置成参考所述不平衡计算目标强度值，以至少部分地补偿所述可移动框架的不平衡或施加至所述可移动框架的不平衡。
2.根据权利要求1所述的曝光设备，其中所述多个可移动框架被公共框架支撑。
3.根据权利要求2所述的曝光设备，其中所述控制器配置成通过调节可移动框架的位置使得可移动框架施加在公共框架上的力与通过所述另一可移动框架作用在公共框架上的力结合而导致有效地抵消这些力。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的曝光设备，其中所述可移动框架的位置的调节包括所述可移动框架的相位角的改变。
5.根据权利要求4所述的曝光设备，其中相位角的改变包括相位角从所述可移动框架的多个透镜中的一个透镜的角位置至所述可移动框架的所述多个透镜中的另一个透镜的角位置的改变。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的曝光设备，还包括测量系统，所述测量系统配置成测量至少一个可移动框架的不平衡。
7.根据权利要求6所述的曝光设备，其中所述测量系统配置成获得所述至少一个可移动框架在被干扰时在与其旋转频率不同的频率下的第一测量信号，并且将所述第一测量信号与所述至少一个可移动框架在其旋转频率下的第二测量信号比较，以获得不平衡的位置。
8.根据权利要求7所述的曝光设备，其中所述测量系统配置成通过使用不平衡的位置以及对于所述第一测量信号和第二测量信号使用相同的频率来确定不平衡的幅度。
9.根据权利要求7或8所述的曝光设备，其中所述测量系统配置成在多个不同频率下获得所述第一测量信号。
10.根据权利要求6所述的曝光设备，其中所述测量系统配置成通过测量支撑所述至少一个可移动框架的框架的位置、振动和/或施加至支撑所述至少一个可移动框架的所述框架的力来确定不平衡。
11.根据权利要求6所述的曝光设备，其中所述测量系统配置成通过使用辐射传感器测量通过所述至少一个可移动框架的透镜被投射的辐射来确定所述不平衡。
12.一种曝光设备，包括：
投射系统，所述投射系统配置成将多个辐射束投射到目标上的多个部位中的各个部位；
可移动框架，所述可移动框架至少能够围绕轴线旋转；
致动器系统，用以使所述可移动框架旋转；和
控制器，用以调节所述多个辐射束中的至少一个辐射束的特性，以至少部分地补偿所述可移动框架的不平衡或施加至所述可移动框架的不平衡，
其中所述控制器配置成计算所述多个辐射束中的每个辐射束的目标强度值以将所述目标曝光至想要的图案，并且控制每个辐射束的对应的目标强度值，其中所述控制器配置成参考所述不平衡计算目标强度值，以至少部分地补偿所述可移动框架的不平衡或施加至所述可移动框架的不平衡。
13.根据权利要求12所述的曝光设备，其中所述控制器配置成使用对应每个辐射束的、用于模型化所述束与相邻束之间的交叉耦合的函数来计算目标强度值。
14.根据权利要求13所述的曝光设备，其中所述函数依赖于所述多个部位中的每个部位相对于投射系统的位置。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013152877A1 (en) * 2012-04-11 2013-10-17 Asml Netherlands B.V. Rotatable frame for a lithographic apparatus
US9933709B2 (en) 2014-09-15 2018-04-03 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and method
CN105988304B (zh) * 2015-02-28 2018-10-16 上海微电子装备（集团）股份有限公司 一种可调磁浮力重力补偿器
CN109478019A (zh) * 2016-07-05 2019-03-15 Asml荷兰有限公司 用于检查设备的照射源、检查设备和检查方法
US10748571B2 (en) 2017-08-09 2020-08-18 Seagate Technology Llc Mechanically balanced and magnetically unbalanced device
KR102449594B1 (ko) 2017-09-04 2022-10-04 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 전자 빔 검사 장치 스테이지 위치설정
WO2024064341A1 (en) * 2022-09-22 2024-03-28 Board Of Regents, The University Of Texas System Systems and methods for over-actuated control

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4227014A1 (de) * 1992-08-14 1994-02-17 Budig Peter Klaus Prof Dr Sc T Verfahren und Anordnung zum Auswuchten eines Rotors
CN101305206A (zh) * 2005-11-08 2008-11-12 皇家飞利浦电子股份有限公司 振动隔离系统及方法
CN101364052A (zh) * 2008-10-08 2009-02-11 上海微电子装备有限公司 主动减振系统及其预见控制方法
CN101441420A (zh) * 2007-10-02 2009-05-27 Asml荷兰有限公司 光刻设备以及器件制造方法
CN102203674A (zh) * 2008-09-22 2011-09-28 Asml荷兰有限公司 光刻设备、可编程图案形成装置和光刻方法

Family Cites Families (96)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2336602A1 (fr) * 1975-12-24 1977-07-22 Europ Propulsion Dispositif de compensation des perturbations synchrones dans une suspension magnetique d'un rotor
DE2631850C2 (de) 1976-07-15 1984-11-22 Agfa-Gevaert Ag, 5090 Leverkusen Verfahren sowie Vorrichtung zum zeilenweisen Belichten punktförmiger Flächenelemente eines lichtempfindlichen Aufzeichnungsträgers
JPS57152273A (en) 1981-03-13 1982-09-20 Ricoh Co Ltd Electronic photograph type printer
JPS58145916A (ja) 1982-02-24 1983-08-31 Hitachi Ltd デイスク型レンズ光走査器
US4447126A (en) 1982-07-02 1984-05-08 International Business Machines Corporation Uniformly intense imaging by close-packed lens array
US4520472A (en) 1983-02-07 1985-05-28 Rca Corporation Beam expansion and relay optics for laser diode array
US4525729A (en) 1983-04-04 1985-06-25 Polaroid Corporation Parallel LED exposure control system
US4796038A (en) 1985-07-24 1989-01-03 Ateq Corporation Laser pattern generation apparatus
US4780730A (en) 1986-04-11 1988-10-25 Itek Graphix Corp. Led-array image printer
KR920002820B1 (ko) 1987-05-27 1992-04-04 마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤 주사형 투영 노광장치
US5523193A (en) 1988-05-31 1996-06-04 Texas Instruments Incorporated Method and apparatus for patterning and imaging member
US4864216A (en) 1989-01-19 1989-09-05 Hewlett-Packard Company Light emitting diode array current power supply
GB8923709D0 (en) 1989-10-20 1989-12-06 Minnesota Mining & Mfg Production of images using an array of light emmiting diodes
US4952949A (en) 1989-11-28 1990-08-28 Hewlett-Packard Company LED printhead temperature compensation
ATE123885T1 (de) 1990-05-02 1995-06-15 Fraunhofer Ges Forschung Belichtungsvorrichtung.
NL9100407A (nl) * 1991-03-07 1992-10-01 Philips Nv Optisch lithografische inrichting met een krachtgecompenseerd machinegestel.
US5229872A (en) 1992-01-21 1993-07-20 Hughes Aircraft Company Exposure device including an electrically aligned electronic mask for micropatterning
US5216247A (en) 1992-02-07 1993-06-01 Ying Wang Optical scanning method with circular arc scanning traces
US5216534A (en) 1992-04-24 1993-06-01 E-Systems, Inc. Read-write head for an optical tape recorder
JPH06275936A (ja) 1993-03-23 1994-09-30 Oki Electric Ind Co Ltd 回路パターン形成方法
US5457488A (en) 1993-04-12 1995-10-10 Oki Electric Industry Co., Ltd. Method and apparatus for controlling array of light-emitting elements
DE4315581A1 (de) 1993-05-11 1994-11-17 Fraunhofer Ges Forschung Laserdioden mit Kühlsystem
DE4315580A1 (de) 1993-05-11 1994-11-17 Fraunhofer Ges Forschung Anordnung aus Laserdioden und einem Kühlsystem sowie Verfahren zu deren Herstellung
ES2106520T3 (es) 1993-05-19 1997-11-01 Fraunhofer Ges Forschung Procedimiento que permite el trabajo de materiales por radiacion emitida por diodos.
US5729331A (en) 1993-06-30 1998-03-17 Nikon Corporation Exposure apparatus, optical projection apparatus and a method for adjusting the optical projection apparatus
US5481392A (en) 1993-12-21 1996-01-02 Minnesota Mining And Manufacturing Company Axial mirror scanner system and method
JPH07276706A (ja) 1994-03-04 1995-10-24 Xerox Corp ディジタルプリンタ及びｌｅｄプリントバーにおけるｌｅｄ画素非均一性補正方法
US5589973A (en) 1994-05-16 1996-12-31 Agfa Division, Bayer Corporation Optical enclosure for high speed rotating beam deflector
US5610754A (en) 1994-08-09 1997-03-11 Gheen; Gregory Method and apparatus for photolithography by rotational scanning
US5568320A (en) 1994-11-30 1996-10-22 Xerox Corporation Multiple row lens array alignable with multiple row image bar
IL115864A (en) 1995-11-02 1999-05-09 Orbotech Ltd Method and apparatus for delivering laser energy to an object
JP3318171B2 (ja) 1995-11-10 2002-08-26 株式会社リコー 発光ダイオードアレイおよび光書込装置
US6133986A (en) 1996-02-28 2000-10-17 Johnson; Kenneth C. Microlens scanner for microlithography and wide-field confocal microscopy
US5840451A (en) 1996-12-04 1998-11-24 Advanced Micro Devices, Inc. Individually controllable radiation sources for providing an image pattern in a photolithographic system
ATE216091T1 (de) 1997-01-29 2002-04-15 Micronic Laser Systems Ab Verfahren und gerät zur erzeugung eines musters auf einem mit fotoresist beschichteten substrat mittels fokusiertem laserstrahl
SE509062C2 (sv) 1997-02-28 1998-11-30 Micronic Laser Systems Ab Dataomvandlingsmetod för en laserskrivare med flera strålar för mycket komplexa mikrokolitografiska mönster
US6490025B1 (en) * 1997-03-17 2002-12-03 Nikon Corporation Exposure apparatus
DE19813127A1 (de) 1997-03-27 1998-10-01 Fraunhofer Ges Forschung Laservorrichtung
DE59803072D1 (de) 1997-05-14 2002-03-21 Luescher Ursula System zum belichten von druckplatten und dessen verwendung
US6137105A (en) 1998-06-02 2000-10-24 Science Applications International Corporation Multiple parallel source scanning device
US6268613B1 (en) 1999-03-02 2001-07-31 Phormax Corporation Multiple-head phosphor screen scanner
US6204875B1 (en) 1998-10-07 2001-03-20 Barco Graphics, Nv Method and apparatus for light modulation and exposure at high exposure levels with high resolution
EP1187186A1 (en) 1998-11-18 2002-03-13 Nikon Corporation Exposure method and device
DE10015245C2 (de) 1999-03-31 2002-01-03 Fraunhofer Ges Forschung Optische Anordnung zur Symmetrierung der Strahlung von zweidimensionalen Arrays von Laserdioden
US6310710B1 (en) 1999-04-23 2001-10-30 Arie Shahar High-resolution reading and writing using beams and lenses rotating at equal or double speed
US6466352B1 (en) 1999-04-23 2002-10-15 Arie Shahar High-resolution reading and writing scan system for planar and cylindrical surfaces
TW546551B (en) 1999-12-21 2003-08-11 Asml Netherlands Bv Balanced positioning system for use in lithographic apparatus
TWI264617B (en) 1999-12-21 2006-10-21 Asml Netherlands Bv Balanced positioning system for use in lithographic apparatus
US6531681B1 (en) 2000-03-27 2003-03-11 Ultratech Stepper, Inc. Apparatus having line source of radiant energy for exposing a substrate
US7453486B2 (en) 2000-12-13 2008-11-18 Orbotech Ltd Pulse light pattern writer
JP2002184666A (ja) * 2000-12-13 2002-06-28 Mitsubishi Electric Corp 露光装置、及び半導体装置の製造方法
US20020115021A1 (en) 2001-02-01 2002-08-22 Advanced Micro Devices, Inc. Configurable patterning device and a method of making integrated circuits using such a device
US20020126479A1 (en) 2001-03-08 2002-09-12 Ball Semiconductor, Inc. High power incoherent light source with laser array
US20020171047A1 (en) 2001-03-28 2002-11-21 Chan Kin Foeng Integrated laser diode array and applications
DE10293414B4 (de) 2001-07-27 2007-03-01 Tesa Scribos Gmbh Lithograph mit bewegtem Zylinderlinsensystem
US20030043582A1 (en) 2001-08-29 2003-03-06 Ball Semiconductor, Inc. Delivery mechanism for a laser diode array
US20030091277A1 (en) 2001-11-15 2003-05-15 Wenhui Mei Flattened laser scanning system
JP2003220484A (ja) 2002-01-23 2003-08-05 Fine Device:Kk レーザ加工装置及びレーザ加工方法
GB2389457B (en) 2002-06-07 2006-07-26 Microsaic Systems Ltd Microengineered optical scanner
US6894292B2 (en) 2002-08-02 2005-05-17 Massachusetts Institute Of Technology System and method for maskless lithography using an array of sources and an array of focusing elements
US7175712B2 (en) 2003-01-09 2007-02-13 Con-Trol-Cure, Inc. Light emitting apparatus and method for curing inks, coatings and adhesives
US20050042390A1 (en) 2003-01-09 2005-02-24 Siegel Stephen B. Rotary UV curing method and apparatus
JP2004343101A (ja) * 2003-04-25 2004-12-02 Canon Inc 駆動機構、それを有する露光装置、デバイスの製造方法
WO2005006082A1 (fr) 2003-07-15 2005-01-20 Natalia Viktorovna Ivanova Procedes de formation d'images et dispositifs associes
JPWO2005067012A1 (ja) * 2004-01-06 2007-07-26 株式会社ニコン 露光方法及び装置並びにデバイス製造方法
US6967711B2 (en) 2004-03-09 2005-11-22 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
US20060108508A1 (en) 2004-03-12 2006-05-25 Najeeb Khalid Method and apparatus for high speed imaging
US8063398B2 (en) 2004-06-30 2011-11-22 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. Light-emitting diode matrix and method for producing a light-emitting diode matrix
US7116404B2 (en) 2004-06-30 2006-10-03 Asml Netherlands B.V Lithographic apparatus and device manufacturing method
US7308368B2 (en) * 2004-09-15 2007-12-11 Asml Netherlands B.V. Method and apparatus for vibration detection, method and apparatus for vibration analysis, lithographic apparatus, device manufacturing method, and computer program
WO2006046507A1 (ja) * 2004-10-26 2006-05-04 Nikon Corporation 光学装置、鏡筒、露光装置、及びデバイスの製造方法
WO2006064363A1 (en) 2004-12-14 2006-06-22 Radove Gmbh Process and apparatus for the production of collimated uv rays for photolithographic transfer
WO2006076151A2 (en) 2004-12-21 2006-07-20 Carnegie Mellon University Lithography and associated methods, devices, and systems
US7459247B2 (en) * 2004-12-27 2008-12-02 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
WO2006080285A1 (ja) 2005-01-25 2006-08-03 Nikon Corporation 露光装置及び露光方法並びにマイクロデバイスの製造方法
JP2007041239A (ja) * 2005-08-02 2007-02-15 Fujifilm Corp カラーフィルタの製造方法、及びカラーフィルタ並びに液晶表示装置
US8163580B2 (en) 2005-08-10 2012-04-24 Philips Lumileds Lighting Company Llc Multiple die LED and lens optical system
EP1987397A4 (en) 2005-10-26 2015-08-19 Micronic Mydata AB APPARATUS AND METHODS OF WRITING
WO2007058188A1 (ja) 2005-11-15 2007-05-24 Nikon Corporation 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法
US7626181B2 (en) 2005-12-09 2009-12-01 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
KR101415313B1 (ko) 2006-02-28 2014-07-04 마이크로닉 마이데이터 아베 기판 처리 및 분석용 플랫폼, 장치, 시스템, 그리고 방법
US7368733B2 (en) * 2006-03-30 2008-05-06 Asml Netherlands B.V. Contamination barrier and lithographic apparatus comprising same
US9001028B2 (en) 2006-08-19 2015-04-07 David James Baker Projector pen
DK1892576T3 (da) 2006-08-25 2013-09-16 Luescher Technologies Ag Eksponeringsindretning til at fremstille serigrafiskabeloner
DE102006059818B4 (de) 2006-12-11 2017-09-14 Kleo Ag Belichtungsanlage
JP4473297B2 (ja) 2007-09-20 2010-06-02 日立ビアメカニクス株式会社 レーザ直描装置
NL1036160A1 (nl) 2007-11-20 2009-05-25 Asml Netherlands Bv Combination of structure and two or more active damping systems, lithographic apparatus, and projection assembly.
NL1036511A1 (nl) * 2008-02-13 2009-08-14 Asml Netherlands Bv Movable support, position control system, lithographic apparatus and method of controlling a position of an exchangeable object.
NL2003424A (en) 2008-10-07 2010-04-08 Asml Netherlands Bv Projection assembly and lithographic apparartus.
CN102362226B (zh) 2008-12-05 2014-11-05 麦克罗尼克迈达塔有限责任公司 用于在工件上写入或读取图像的旋转臂
US20100265557A1 (en) 2009-04-21 2010-10-21 Jesper Sallander Optical Systems Configured to Generate More Closely Spaced Light Beams and Pattern Generators Including the Same
EP2267534A1 (en) 2009-06-22 2010-12-29 Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Illumination system
EP2473881B1 (en) 2009-09-01 2014-04-09 Micronic Mydata AB Pattern generation system
WO2011104175A1 (en) * 2010-02-23 2011-09-01 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
US9081307B2 (en) 2010-07-09 2015-07-14 Asml Netherlands B.V. Variable reluctance device, stage apparatus, lithographic apparatus and device manufacturing method
WO2012136434A2 (en) 2011-04-08 2012-10-11 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus, programmable patterning device and lithographic method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4227014A1 (de) * 1992-08-14 1994-02-17 Budig Peter Klaus Prof Dr Sc T Verfahren und Anordnung zum Auswuchten eines Rotors
CN101305206A (zh) * 2005-11-08 2008-11-12 皇家飞利浦电子股份有限公司 振动隔离系统及方法
CN101441420A (zh) * 2007-10-02 2009-05-27 Asml荷兰有限公司 光刻设备以及器件制造方法
CN102203674A (zh) * 2008-09-22 2011-09-28 Asml荷兰有限公司 光刻设备、可编程图案形成装置和光刻方法
CN101364052A (zh) * 2008-10-08 2009-02-11 上海微电子装备有限公司 主动减振系统及其预见控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
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