CN109196425A - 工作台系统、光刻装置和器件制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工作台系统、光刻装置和用于制造使用工作台系统的器件的方法。在工作台系统(1)中，提供一种定位系统，其包括适于定位载物台(2)的致动器(10)。致动器包括磁体组件(20)和线圈组件(11)。磁体组件包括第一磁体(21)和第二磁体(22)，它们在使用中经受内磁力。磁体组件具有分离的接口(23、24)，用于将每个磁体分别连接至载物台。磁体组件还包括间隔器件(25、26)，其至少在内磁力的方向上将第一和第二磁体彼此保持相对距离。

Description

工作台系统、光刻装置和器件制造方法

相关申请的交叉参考

本申请要求在2016年5月31日提交的欧洲申请第16172139.4号的优先权，其内容通过引证引入本文。

技术领域

本发明涉及一种工作台系统、光刻装置以及由工作台系统组成的器件的制造方法。

背景技术

光刻装置是将期望图案施加于衬底的机器，通常施加于衬底的目标部分。例如，光刻装置可用于制造集成电路(IC)。在这种情况下，图案化设备(备选地称为掩模或中间掩模)可用于生成将要形成在IC的各层上的电路图案。该图案可以转印到衬底(例如，硅晶圆)上的目标部分(例如，包括部分、一个或多个裸片)上。图案的转印通常经由成像到衬底上设置的辐射敏感材料(光刻胶)层上来进行。通常，单个衬底将包含被相继图案化的相邻目标部分的网络。传统的光刻装置包括所谓的步进机(其中，通过一次曝光目标部分上的整个图案来照射每个目标部分)以及所谓的扫描器(其中，通过在给定方向(“扫描”方向)上通过辐射束扫描图案来照射每个目标部分，同时与该方向平行或反平行地同步扫描衬底)。还可以通过将图案压印在衬底上来将图案从图案化设备转印到衬底。

光刻装置通常包括用于定位衬底和/或图案化设备的工作台系统。衬底和图案化设备需要非常精确地定位。通常，要求几纳米范围内的定位精度。

支撑衬底或图案化设备的工作台系统的载物台的机械变形会对定位精度产生不利影响。载物台的机械变形可能是由安装在载物台上的物体及其动态行为所引起的。例如，这些物体是适于定位载物台的致动器。

发明内容

期望提供一种减少载物台的机械变形的工作台系统。

根据本发明的一个实施例，提供了一种用于定位物体的工作台系统，该工作台系统包括：

-载物台，适于支撑将被定位的物体；

-定位系统，适于定位载物台，定位系统包括适于在致动方向上定位载物台的致动器，其中致动器包括磁体组件和线圈组件，

其中磁体组件包括第一磁体和第二磁体，第一磁体和第二磁体在使用中经受内磁力，

其中线圈组件被固定至基部并且至少部分地在第一磁体和第二磁体之间延伸，从而在使用中在致动方向上生成力，

其中磁体组件被设置有第一接口和第二接口，第一接口适于将第一磁体连接至载物台，第二接口适于将第二磁体连接至载物台，

其中磁体组件还包括间隔器件，其适于至少在内磁力的方向上保持第一磁体和第二磁体彼此相距相对距离。

在本发明的另一实施例中，提供了一种光刻装置，其布置为将图案从图案化设备转印到衬底上，其中光刻装置包括根据本发明的工作台系统。

在本发明的另一实施例中，提供了一种光刻装置，包括：

照射系统，被配置为调节辐射束；

支撑件，被构造为支撑图案化设备，图案化设备能够在所述辐射束的截面中为辐射束赋予图案，以形成图案化辐射束；

衬底台，被构造为保持衬底；以及

投射系统，被配置为将图案化辐射束投射到衬底的目标部分上，

其中光刻装置还包括适于定位衬底台的定位系统，定位系统包括适于在致动方向上定位载物台的致动器，

其中致动器包括磁体组件和线圈组件，

其中磁体组件包括第一磁体和第二磁体，第一磁体和第二磁体在使用中经受内磁力，

其中线圈组件被固定至基部并且至少部分地在第一磁体和第二磁体之间延伸，从而在使用中在致动方向上生成力，

其中磁体组件被设置有第一接口和第二接口，第一接口适于将第一磁体连接至载物台，第二接口适于将第二磁体连接至载物台，

其中磁体组件还包括间隔器件，其适于至少在内磁力的方向上保持第一磁体和第二磁体彼此相距相对距离。

在本发明的另一实施例中，提供了一种器件制造方法，包括将图案从图案化设备转印到衬底上，其中使用根据权利要求1的工作台系统。

附图说明

现在将参考附图仅以通过示例描述本发明的实施例，附图中相应的参考符号表示相应的部分，并且其中：

图1示出了根据本发明一个实施例的光刻装置；

图2示出了根据本发明的工作台系统的第一实施例；

图3示出了系统组件的示例；

图4示意性示出了磁体组件的又一实施例；

图5示意性示出了磁体组件的又一实施例；

图6示意性示出了磁体组件的又一实施例；

图7示意性示出了磁体组件的又一实施例；

图8示意性示出了磁体组件的又一实施例；

图9示出了图8的实施例的实际实施方式的示例；

图10示出了根据图9的阻尼器在频率响应中的应用的效果。

具体实施方式

图1示意性示出了根据本发明一个实施例的光刻装置。该装置包括：照射系统(照射器)IL，被配置为调节辐射束B(例如，UV辐射或任何其它合适的辐射)；掩模支撑结构(例如，掩模台)MT，被构造为支撑图案化设备(例如，掩模)MA，并且连接至第一定位设备PM，第一定位设备PM被配置为根据特定参数精确地定位图案化设备。该装置还包括衬底台(例如，晶元台)WT或“衬底支撑件”，其被构造为保持衬底(例如，涂覆有光刻胶的晶圆)W，并且连接至第二定位设备PW，第二定位设备PW被配置为根据特定参数精确地定位衬底。该装置还包括投射系统(例如，折射投射透镜系统)PS，其被配置为将通过图案化设备MA赋予给辐射束B的图案投射到衬底W的目标部分C(例如，包括一个或多个裸片)上。

照射系统可包括用于引导、成形或控制辐射的各种类型的光学部件，诸如折射、反射、磁、电磁、静电或其他类型的光学部件或它们的任何组合。

掩模支撑结构支撑(即，承载)图案化设备的重量。其以取决于图案化设备的定向、光刻装置的设计和其它条件(诸如图案化设备是否保持在真空环境中)的方式来保持图案化设备。掩模支撑结构可以使用机械、真空、静电或其他钳位技术来保持图案化设备。掩模支撑结构可以是框架或台面，例如可以根据需要是固定的或可移动的。掩模支撑结构可以确保图案化设备处于期望位置，例如相对于投射系统。本文中的术语“中间掩模”或“掩模”的任何使用可以被认为是更一般的术语“图案化设备”的同义词。

本文使用的术语“图案化设备”应当被广义地解释为可用于提供在其截面中具有图案的辐射束以在衬底的目标部分中创建图案的任何设备。应当注意，赋予给辐射束的图案可以不完全对应于衬底的目标部分中的期望图案，例如如果图案包括相移特征或所谓的辅助特征。通常，赋予给辐射束的图案将对应于在目标部分(诸如集成电路)中创建的器件中的特定功能层。

图案化设备可以是透射或反射的。图案化设备的示例包括掩模、可编程反射镜阵列和可编程LCD面板。掩模在光刻技术中是已知的，并且包括诸如二元、交替相移和衰减相移的掩膜类型以及各种混合掩模类型。可编程反射阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置，每个小反射镜都可以单独倾斜，以便在不同方向上反射进入的辐射束。倾斜反射镜在被反射镜矩阵反射的辐射光束中赋予图案。

本文使用的术语“投射系统”应广义地解释为包括适合于被使用的曝光辐射或者适合于其他因素(诸如浸液的使用或者真空的使用)的任何类型的投射系统，包括折射、反射、折反射、磁、电磁和静电光学系统或任何它们的组合。本文中，术语“投射透镜”的任何使用可以被认为是更一般的术语“投射系统”的同义词。

如图所示，该装置是透射型的(例如，采用透射掩模)。备选地，该装置可以是反射型的(例如，采用上文提到的可编程反射镜阵列的类型，或者采用反射掩模)。

光刻装置可以是具有两个(双级)或更多个衬底台或“衬底支撑件”(和/或两个或更多个掩模台或“掩模支撑件”)的类型。在这种“多级”机器中，可以并行使用附加的工作台或支撑件，或者可以在一个或多个工作台或支撑件上执行准备步骤，同时使用一个或多个其他工作台或支撑件进行曝光。

光刻装置也可以是这种类型：其中至少一部分衬底可以被具有相对较高折射率的液体(例如，水)覆盖，以便填充投射系统和衬底之间的空间。浸液也可应用于光刻装置中的其它空间，例如在掩模和投射系统之间。浸没技术可用于增加投射系统的数值孔径。本文所使用的术语“浸没”并不意味着一种结构(诸如衬底)必须淹没在液体中，而是仅表示在曝光期间，液体位于投射系统和衬底之间。

参照图1，照射器IL接收来自辐射源SO的辐射束。源和光刻装置可以是单独的实体，例如当源为准分子激光器时。在这种情况下，源不被认为形成光刻装置的一部分，并且辐射束借助于束传送系统BD(例如，包括适当的引导反射镜和/或束扩展器)从光源SO传送到照射器IL。在其他情况下，源可以是光刻装置的集成部分，例如当源是汞灯时。源SO和照射器IL与束传送系统BD(如果要求的话)一起可以称为辐射系统。

照射器IL可以包括调整器AD，其被配置为调整辐射束的角强度分布。通常，至少可以调整照射器的光瞳面中的强度分布的外和/或内径向范围(通常分别称为σ-外和σ-内)。此外，照射器IL可以包括各种其它部件，诸如积分器IN和冷凝器CO。照射器可用于调节辐射束，以在其截面上具有期望的均匀性和强度分布。

辐射束B入射到图案化设备(例如，掩模MA)上，该图案化设备被保持在掩模支撑结构(例如，掩模台MT)上，并由图案化设备进行图案化。在穿过掩模MA之后，辐射束B通过投射系统PS，投射系统PS将束聚焦到衬底W的目标部分C上。在第二定位设备PW和位置传感器IF(例如，干涉设备、线性编码器或电容传感器)的帮助下，可以精确地移动衬底台WT，以便例如将不同的目标部分C定位在辐射束B的路径中。类似地，第一定位设备PM和另一位置传感器(图1中未明确示出)可用于相对于辐射束B的路径精确地定位掩模MA，例如在从掩模库的机械检索之后或在扫描期间。通常，掩模台MT的移动可以借助于形成第一定位设备PM的部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)来实现。类似地，可以使用形成第二定位器PW的部分的长行程模块和短行程模块来实现衬底台WT或“衬底支撑件”的移动。在步进机的情况下(与扫描器相反)，掩模台MT可以仅连接至短行程致动器，或者可以是固定的。掩模MA和衬底W可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2对准。尽管所示的衬底对准标记占据专用目标部分，但是它们可以位于目标部分之间的空间中(这些被已知为划线对准标记)。类似地，在掩模MA上设置有多于一个裸片的情况下，掩模对准标记可位于裸片之间。

所示装置可以在以下模式中的至少一种中使用：

1.在步进模式中，掩模台MT或“掩模支撑件”以及衬底台WT或“衬底支撑件”基本保持静止，同时赋予给辐射束的整个图案一次投射到目标部分C上(即，单次静态曝光)。然后，衬底台WT或“衬底支撑件”在X和/或Y方向上偏移，使得可以曝光不同的目标部分C。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制在单次静态曝光中成像的目标部分C的尺寸。

2.在扫描模式中，掩模台MT或“掩模支撑件”以及衬底台WT或“衬底支撑件”被同步扫描，同时赋予给辐射束的图案被投射到目标部分C上(即，单次动态曝光)。衬底台WT或“衬底支撑件”相对于掩模台MT或“掩模支撑件”的速度和方向可以由投射系统PS的放大(缩小)倍率和图像反转特性来确定。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制单次动态曝光中的目标部分的(非扫描方向上的)宽度，而扫描运动的长度确定目标部分的高度(扫描方向上)。

3.在另一模式中，掩模台MT或“掩模支撑件”保持基本静止来保持可编程图案化设备，并且移动或扫描衬底台WT或“衬底支撑件”，同时将赋予给辐射束的图案投射到目标部分C上。在该模式中，通常采用脉冲辐射源，并且在衬底台WT或“衬底支撑件”的每次移动之后或者在扫描期间的连续辐射脉冲之间根据需要更新可编程图案化设备。这种操作模式可以容易地应用于利用可编程图案化设备的无掩模光刻，诸如上文提到的可编程反射阵列的类型。

也可采用上述使用模式或完全不同模式的组合和/或变化。

图2示出了根据本发明的工作台系统1的第一实施例。

图2的工作台系统1包括载物台2，该载物台适于支持物体3(例如，衬底)。例如，载物台2可以是衬底台。可选地，载物台2包括反射镜块。

工作台系统1适于定位物体3。可选地，提供基部4，并且物体3相对于基部4定位。可选地，基部4是静止的，使得基部4可以被视为固定世界，或者备选地，基部4相对于固定世界是可移动的。可选地，底座4包括长行程定位器。

工作台系统1还包括定位系统，其适于定位载物台2。例如，定位系统适于在二维平面(在图2中为x-y平面)中定位载物台2。可选地，定位系统适于在六个自由度中定位载物台2。如果存在基部4，则定位系统可选地适于相对于基部4定位载物台2。可选地，如果工作台系统被布置在包括投射系统的光刻装置中，则定位系统可选地适于相对于投射系统定位载物台2。

定位系统包括致动器10，以在致动方向15上定位载物台2。在图2的实施例中，提供四个致动器10。两个致动器适于在x方向上定位载物台2，并且两个致动器适于在y方向上定位载物台2。在备选实施例中，可以应用不同数量的致动器。

每个致动器10都包括磁体组件20和线圈组件11。磁体组件20包括第一磁体21和第二磁体22。第一磁体21和第二磁体22在使用时受到内磁力。在本实施例中，第一磁体21和第二磁体22通过内磁力相互吸引。备选地，第一磁体21和第二磁体22可通过内磁力相互排斥。内磁力在两种情况下都被定向为垂直于致动方向15。在图2中，内磁力在x-y平面中定向。例如，第一和/或第二磁体21、22包括磁体，例如永磁体和/或铁或铁磁体元件。

线圈组件11至少部分地在第一磁体21和第二磁体22之间延伸，以便在使用中生成沿致动方向15的力。如果存在可选的基部4，则线圈组件11可选地连接至或固定至基部4。

磁体组件20设置有适于将第一磁体21连接至载物台2的第一接口23以及适于将第二磁体22连接至载物台2的第二接口24。第一接口23和第二接口24彼此分离。

磁体组件20还包括间隔器件，适于使第一磁体21和第二磁体22至少在内磁力的方向上彼此保持相对距离。在图2所示的实施例中，间隔器件包括第一间隔元件25和第二间隔元件26。这些间隔元件25、26保持第一磁体21和第二磁体22彼此间隔一定距离，该距离使得线圈组件11的至少一部分可布置在第一磁体21和第二磁体22之间并且与第一磁体21和第二磁体22相距一定距离。间隔元件25、26保持第一磁体21和第二磁体22彼此间隔开，以抵抗内磁力的作用。

图2的实施例允许以非常严格的方式将第一和第二磁体21、22连接至载物台2，这产生载物台2的有利动态行为。这对能够实现的定位精度具有积极的影响。连接有致动器的载物台的动态行为通过致动器的质量以及通过致动器与载物台的连接的刚度来确定。然而，如果致动器与物体之间的连接在一个方向(例如，致动方向)上变硬，则该连接在其他方向上的刚度(也称为“寄生刚度”)也增加。这导致致动器的变形(例如，由加热或安装引起)以力的形式传递到载物台。将致动器的每个磁体分别安装至载物台是有利的。如果致动器的两个磁体分别且以刚性方式安装至载物台，则固有频率是在磁体共享将它们连接至载物台的接口的情况下出现的固有频率的至少√2(约1.4)倍。然而，在使用期间，磁体受到内磁力(例如，吸引力)，如果没有采取进一步的措施，这将使载物台变形。本发明提供了间隔器件，其承受存在于致动器的两个磁体之间的内磁力。间隔器件限定每个磁体的至少一个自由度。每个磁体的剩余自由度通过将该磁体连接至载物台的接口来限定。接口可以相对高的刚度提供这些自由度的连接。这改进了其上安装有致动器的载物台的动态行为，例如产生致动器的高伺服带宽，而不会由于载物台的寄生刚度而增加变形。

可选地，图2的工作台系统还包括定位测量系统。定位测量系统测量载物台2的位置，例如载物台2或载物台2的一部分相对于基准在至少一个方向上的位置。位置测量系统可以是基于编码器的或基于干涉仪的。位置测量系统可选地包括传感器部分和目标部分。例如，基准设置在基部(如果存在的话)上，或者如果工作台系统布置在包括投射系统的光刻装置中，则基准例如设置在投射系统上。

如果位置测量系统是基于编码器的，则位置测量系统可选地包括光栅(例如，一维或二维光栅，例如布置在投射系统上)以及编码器头，编码器头包括束源和适于接收来自光栅的光束的至少一个传感器，编码器头例如布置在载物台上。备选地，光栅可布置在载物台上，并且编码器头可布置在投射系统上。

如果位置测量系统是基于干涉仪的，则位置测量系统包括反射镜(例如布置在载物台2上)、用于光束的源以及适于从反射镜接收光束的传感器。光束的源被布置成使得光束击中载物台2上的反射镜。备选地，例如，反射镜可被布置在投射系统上。

在图2实施例的可能变型例中，间隔器件适于在至少一个自由度中限定第一磁体21的位置。第一接口23适于在剩余的自由度中限定第一磁体21的位置。

可选地，间隔器件适于至少在内磁力的方向上限定第一磁体21的位置。

物体具有六个自由度来限定其在空间中的位置：三个平移自由度和三个旋转自由度。平移自由度通常被称为笛卡尔坐标系中的方向x、y和z。方向x、y和z相互垂直。旋转自由度一般称为方向rx、ry和rz，其中rx是旋转轴沿x方向的旋转，ry是旋转轴沿y方向的旋转，以及rz是旋转轴沿z方向的旋转。

如果定位系统适于在x-y平面中定位载物台2并且致动器10的致动方向15是x方向，则致动器10中的内磁力在y方向上定向。在图2实施例的这种变型例中，间隔器件适于在至少y方向上限定第一磁体21的位置。可选地，第一接口23适于仅在未由间隔器件限定的自由度上限定第一磁体21的位置。

如果定位系统适于在x-y平面中定位载物台2并且致动器10的致动方向15是y方向，则致动器10中的内磁力在x方向上定向。在图2实施例的该变型例中，间隔器件适于在至少x方向上限定第一磁体21的位置。可选地，第一接口23适于仅在未由间隔器件限定的自由度上限定第一磁体21的位置。

可选地，第一接口23至少在致动方向15上限定第一磁体21的位置。

备选地或附加地，间隔器件适于在至少一个自由度中限定第二磁体22的位置。第二接口24适于在剩余的自由度中限定第二磁体22的位置。

可选地，间隔器件适于至少在内磁力方向上限定第二磁体22的位置。

物体具有六个自由度来限定其在空间中的位置：三个平移自由度和三个旋转自由度。平移自由度通常被称为笛卡尔坐标系中的方向x、y和z。方向x、y和z相互垂直。旋转自由度一般称为方向rx、ry和rz，其中rx是旋转轴沿x方向的旋转，ry是旋转轴沿y方向的旋转，以及rz是旋转轴沿z方向的旋转。

如果定位系统适于在x-y平面中定位载物台2并且致动器10的致动方向15是x方向，则致动器10中的内磁力在y方向上定向。在图2实施例的这种变型例中，间隔器件适于在至少y方向上限定第二磁体22的位置。可选地，第二接口24适于仅在未由间隔器件限定的自由度上限定第二磁体22的位置。

如果定位系统适于在x-y平面中定位载物台2并且致动器10的致动方向15是y方向，则致动器10中的内磁力在x方向上定向。在图2实施例的该变型例中，间隔器件适于在至少x方向上限定第二磁体22的位置。可选地，第二接口24适于仅在未由间隔器件限定的自由度上限定第二磁体22的位置。

可选地，第二接口24至少在致动方向15上限定第二磁体22的位置。

如果间隔器件与第一接口23一起仅一次就限定了第一磁体21的所有自由度，则实现第一磁体21的运动学安装(也称为“静态确定的安装”)。这减小了载物台2在安装第一磁体21的位置处的局部机械变形。

如果间隔器件与第二接口24一起仅一次就限定了第二磁体22的所有自由度，则实现第二磁体22的运动学安装。这减小了载物台2在安装第二磁体22的位置处的局部机械变形。

如果间隔器件与第一接口23一起仅一次就限定了第一磁体21的所有自由度并且间隔器件和第二接口24一起仅一次就限定了第二磁体22的所有自由度，则实现磁体21、22二者的运动学安装。这减小了载物台2在安装致动器的位置处的局部机械变形。

图3示出了磁体组件20的示例。

磁体组件11包括第一磁体21和第二磁体22。第一磁体21和第二磁体22在使用时受到内磁力。内磁力的方向由图3中的箭头16表示。在该示例中，第一磁体21和第二磁体22通过内磁力相互吸引。内磁力垂直于致动方向15。例如，第一和/或第二磁体21、22包括磁体，例如永磁体和/或铁体元件。

在第一磁体21与第二磁体22之间设置空间27。线圈组件的至少一部分可布置在该空间27中，以在使用中在致动方向15上生成力。

磁体组件20设置有适于将第一磁体21连接至载物台2的第一接口23以及适于将第二磁体22连接至载物台2的第二接口24。第一接口23和第二接口24彼此分离。

磁体组件20还包括间隔器件，其适于使第一磁体21和第二磁体22至少在内磁力的方向上彼此保持相对距离，从而创建空间27。在图3所示的实施例中，间隔器件包括第一间隔元件25和第二间隔元件26。这些间隔元件25、26保持第一磁体21和第二磁体22彼此间隔一定距离，该距离使得线圈组件11的至少一部分可布置在第一磁体21和第二磁体22之间并且与第一磁体21和第二磁体22相距一定距离。间隔元件25、26保持第一磁体21和第二磁体22彼此间隔开，以抵抗内磁力的作用。

图4示意性示出了磁体组件20的另一实施例。

在图4的实施例中，致动方向是x方向，并且内磁力在y方向上作用。

在该实施例中，间隔器件包括第一间隔元件25和第二间隔元件26。第一和第二间隔元件25、26均连接至第一磁体21和第二磁体21。第一和第二间隔元件25、26在致动方向(在图4中为x方向)上彼此隔开。

在该实施例中，第一和第二间隔元件25、26一起限定第一磁体21和第二磁体22相对于彼此在内磁力的方向(在图4中为y方向)上的位置。第一和第二间隔元件25、26一起限定第一磁体21和第二磁体22在围绕旋转轴的旋转方向(其垂直于致动方向以及内磁力方向延伸)上的位置。因此，在图4的实施例中，第一和第二间隔元件25、26一起限定第一磁体21和第二磁体22沿旋转方向rz的位置。

在图4的实施例中，第一接口23适于限定第一磁体21在其剩余自由度上的位置。这由图4中的接口元件31、32、33、34、35示意性示出。第一接口23的第一接口元件31和第二接口元件32限定第一磁体21在z方向和旋转ry方向上的位置。第一接口23的第三接口元件33和第四接口元件34限定第一磁体21在相对于载物台2的y方向以及在旋转rx方向上的位置。第一接口23的第五接口元件35限定第一磁体21在相对于载物台2的x方向上的位置。

如此，得到第一磁体21相对于载物台2的运动学安装(也被称为“静态确定的安装”)，因为在这种的方式中，与第一磁体21相对于载物台2的位置相关的所有自由度只被限定一次。

接口元件31、32、33、34、35不必以分离结构元件(诸如支柱和/或枢轴)的形式存在于第一接口23中。接口元件31、32、33、34、35的功能也可以通过组合两个或更多个接口元件的功能的结构元件来得到。这种结构元件的示例为板簧或板簧铰链。板簧限定三个自由度：板簧平面中的两个平移以及围绕垂直于板簧平面的轴的旋转。板簧铰链是仅限定两个自由度的自适应板簧，它们是板簧平面中的两个平移。例如，板簧中的两个切口(在其相对侧上并且延伸到板簧的边缘)得到该结果。图6示出了使用板簧和板簧铰链的示例性实施例。

在图4的实施例中，第二接口24适于限定第二磁体22在其剩余自由度中的位置。这由图4中的接口元件41、42、43、44、45示意性表示。第二接口24的第一接口元件41和第二接口元件42限定第二磁体22在z方向上以及在旋转方向ry上的位置。第二接口24的第三接口元件43和第四接口元件44限定第二磁体22相对于载物台2在z方向上以及在旋转方向ry上的位置。第二接口24的第五接口元件45限定第二磁体22相对于载物台2在x方向上的位置。

如此，获得第二磁体22相对于载物台2的运动学安装，因为在这种方式中，与第二磁体22相对于载物台2的位置有关的所有自由度仅被限定一次。

接口元件41、42、43、44、45不必以分离结构元件(诸如支柱和/或枢轴)的形式存在于第二接口24中。接口元件41、42、43、44、45的功能也可以通过组合两个或更多个接口元件的功能的结构元件来得到。这种结构元件的示例是板簧或板簧铰链。

图5示意性示出了磁体组件20的另一实施例。

在图5的实施例中，致动方向是x方向，并且内磁力在y方向上作用。

图5的实施例具有间隔器件以及第一和第二接口23、24上的自由度限定的不同分布。

在该实施例中，间隔件器件包括第一间隔元件25和第二间隔元件26。第一和第二间隔元件25、26均连接至第一磁体21和第二磁体21。第一和第二间隔元件25、26在致动方向(在图5中为x方向)上彼此间隔开。

在该实施例中，第一间隔元件25包括第一间隔件25a和第二间隔件25b。第二间隔元件26包括第一间隔件26a、第二间隔件26b和第三间隔件26c。

第一间隔元件25的第一间隔件25a沿着第一和第二磁体21、22之间的内磁力的方向(在图5中为y方向)在第一和第二磁体21、22的中心平面28中在第一和第二磁体21、22之间延伸。中心平面平行于致动方向(图5中为x方向)和内磁力(图5中为y方向)，因此在本实施例中平行于x-y平面。

第一间隔元件25的第二构件25b在第一间隔元件25的平面内对角交叉地在第一和第二磁体21、22之间延伸。在该示例中，第一间隔元件25的第二构件25b在第一间隔元件25的平面内从第二磁体22的底角延伸到第一磁体21的顶角。

第二间隔元件26的第一间隔件26a和第二间隔件26b沿着内磁力的方向(在图5中为y方向)在第一和第二磁体21、22之间延伸。第一间隔件26a在第二间隔元件26的平面内从第二磁体22的顶角延伸到第一磁体21的顶角。第二间隔件26b在第二间隔元件26的平面内从第二磁体22的底角延伸到第一磁体21的底角。

第二间隔元件26的第三构件26c在第二间隔元件26的平面内对角交叉地在第一和第二磁体21、22之间延伸。在该示例中，第二间隔元件26的第三构件26c在第二间隔元件26的平面内从第二磁体22的底角延伸到第一磁体21的顶角。

通过间隔元件25、26及它们的间隔件25a、25b、26a、26b、26c的这种布置，实现了在y方向、z方向以及所有三个旋转方向rx、ry和rz中限定第一和第二磁体21、22的位置。这减少了必须由第一和第二接口23、24限定的自由度。

在图5的实施例中，第一接口23适于限定第一磁体21在其剩余自由度中的位置。这由图5中的接口元件36、37、38示意性示出。第六接口元件36限定第一磁体21在z方向上相对于载物台2的位置。第七接口元件37限定第一磁体21在y方向上相对于载物台2的位置。第一接口23的第八接口元件38限定第一磁体21在x方向上的位置。

通过这种方式，获得第一磁体21相对于载物台2的运动学安装，因为在这种方式中，与第一磁体21相对于载物台2的位置有关的所有自由度仅被限定一次。留下三个自由度通过第二接口24的接口元件46、47、48来固定。

接口元件36、37、38不必以分离结构元件(诸如支柱和/或枢轴)的形式存在于第一接口23中。接口元件36、37、38的功能也可以通过组合两个或更多个接口元件的功能的结构元件来得到。这种结构元件的示例是板簧或板簧铰链。

在图5的实施例中，第二接口24适于限定第二磁体22在其剩余自由度中的位置。这由图5中的接口元件46、47、48、49示意性示出。第六接口元件46限定第二磁体22在z方向上相对于载物台2的位置。第七接口元件47和第九接口元件49限定第二磁体22在y方向上相对于载物台2以及在旋转方向rx上相对于载物台2的位置。第二接口24的第八接口元件48限定第二磁体22在x方向上的位置。

通过这种方式，获得第二磁体22相对于载物台2的运动学安装，因为在这种方式中，与第二磁体22相对于载物台2的位置有关的所有自由度仅被限定一次。

接口元件46、47、48、49不必以分离结构元件(诸如支柱和/或枢轴)的形式存在于第二接口24中。接口元件46、47、48、49的功能也可以通过组合两个或更多个接口元件的功能的结构元件来得到。这种结构元件的示例是板簧或板簧铰链。

可选地，接口元件37、38和39在中心平面28中接合相应的磁体21、22，使得在磁体21、22中不引入弯曲或扭转力矩。这对于载物台的动态行为具有有利的影响，产生较高的伺服带宽，从而改善载物台的定位性能。

图6示出了磁体组件20的又一实施例。

图6的实施例是实际可行的实施例，尽管它比图7的实施例稍微复杂一些。然而，图6的实施例没有受到运动学上的过度约束。

在图6的实施例中，致动方向是x方向，并且内磁力在y方向上作用。

在图6的实施例中，间隔器件包括板簧60和板簧铰链70。板簧60被布置为垂直于致动方向，使得在图6的实施例中，在y-z平面中布置。板簧60具有连接至第一磁体21的第一边缘61和与第一边缘61相对的第二边缘62。第二边缘62连接至第二磁体22。板簧形成第二间隔元件26的一部分。

间隔器件还包括板簧铰链70，其沿致动方向与板簧61相距一定距离布置，并且垂直于致动方向。因此，在图6的实施例中，板簧铰链70布置在y-z平面中。板簧铰链70具有连接至第一磁体21的第一边缘71和与第一边缘71相对的第二边缘72。第二边缘72连接至第二磁体22。板簧70包括两个切口73，它们布置在板簧铰链70的相对侧上并延伸到板簧铰链70的相应边缘。板簧铰链70允许第一和第二边缘71、72在旋转方向rx上移动。

第一接口23包括第一枢轴80和第一接口元件81。第一枢轴80布置在第一磁性元件21的中心平面28处。中心平面28平行于致动方向和内磁力的方向，使得在图6的实施例中，中心平面在x-y平面中延伸。

在图6的实施例中，第一接口元件81布置为与第一磁体的中心平面28相距一定距离，并且适于限定第一磁体21在内磁力方向上的位置。

第二接口24包括第二枢轴85。第二枢轴85布置在第二磁体22的中心平面28处，在本实施例中，中心平面28与第一磁体21的中心平面重合。中心平面28平行于致动方向和内部磁力的方向。有利地，第一磁体21的中心平面和第二磁体的中心平面彼此重合，因为没有引入弯曲或扭力矩。

图7示出了磁体组件20的又一实施例。

图7的实施例是实际可实施的实施例。

在图7的实施例中，致动方向是x方向，并且内磁力在y方向上作用。

因此，在图7的实施例中，间隔器件包括第一板簧50和第二板簧60。第一板簧50垂直于致动方向布置，使得在图7的实施例中，在y-z平面中布置。第一板簧50具有连接至第一磁体21的第一边缘51和与第一边缘51相对的第二边缘52。第二边缘52连接至第二磁体22。板簧50形成第一间隔元件25的一部分。

间隔器件还包括第二板簧60，其沿致动方向布置为与第一板簧50相距一定距离，并且垂直于致动方向。第二板簧60具有连接至第一磁体21的第一边缘61和与第一边缘61相对的第二边缘62。第二边缘62连接至第二磁体22。板簧60形成第二间隔元件26的一部分。

在图7的实施例中，第一接口25包括第一铰链55，其相对于第一磁体21的中心平面28对称地布置。中心平面28平行于致动方向和内磁力的方向，使得在图7的实施例中，中心平面28在x-y平面中延伸。在图7中，通过枢轴56、57示意性地表示第一铰链55。

在图7的实施例中，第二接口26包括第二铰链65，其相对于第二磁体22的中心平面28对称地布置。在图7的实施例中，该中心平面与第一磁体21的中心平面一致，这是有利的，因为没有引入弯曲或扭力矩。中心平面28平行于致动方向和内磁力方向，使得在图7的实施例中，中心平面28在x-y平面中延伸。在图7中通过枢轴66、67示意性地示出第二铰链65。

在图7的实施例中，间隔器件的第一板簧50和第二板簧60与第一铰链55和第二铰链65一起限定所有自由度中的第一磁体21的位置和第二磁体22的位置。实际上，在图7的设计中，某些自由度被限定多于一次，使得设计稍稍在运动上被过度约束。然而，当根据图7的磁体组件20被布置在根据本发明的工作台系统中时，载物台的静态和动态行为仍然是可以接受的，并且相对于现有技术得到改进。

图8示出了磁体组件20的又一实施例。

为了清楚，图8没有示出第一和第二接口23、24以及间隔元件25、26的任何细节。本申请描述的第一和第二接口23、24以及第一和第二间隔元件25、26的任何组合都可用于图8的实施例。箭头15表示图8中的动作方向。

图8的实施例还可用于以不根据本发明的方式安装在工作台系统中的致动器，只要这种致动器包括彼此间隔开的第一和第二磁体。

在图8的实施例中，磁体组件20包括阻尼器90，其布置在第一磁体21和第二磁体22之间并且连接至第一磁体21和第二磁体22。可选地，阻尼器90包括粘弹性材料，例如自然或合成橡胶。

在图8中，用参考标号2a、2b和2c示意性表示载物台，参考标号2a和2b表示载物台的各个部分，每个部分均具有载物台部分质量，并且参考标号2c表示载物台的内部刚度。参考标号2a表示载物台与第二接口24连接的部分，并且参考标号2a表示载物台与第一接口23连接的部分。因此，参考标号2a、2b和2c一起示出磁体组件20连接至载物台的区域中的载物台的动态模型。在实际实施例中，载物台通常将为单个实体。

根据本发明，第一磁体21和第二磁体22彼此分开地安装至载物台，因为二者都有它们自己的专用接口23、24。第一接口23的刚度由参考标号23a示意性示出。第二接口24的刚度由参考标号24a示意性示出。事实证明，在载物台的一些振动模式中，磁体组件20的第一和第二磁体21、22相对于彼此移动。这引起第一和第二接口与载物台接合的区域中载物台的局部变形。这种局部变形可能导致物体定位不准确。

如果阻尼器90布置在第一磁体21和第二磁体22之间，则第一磁体21和第二磁体22的相对运动被衰减，这减少了载物台的局部变形。

在已知配置中，在致动器整体和载物台之间存在阻尼器。在这种配置中，致动器的整个驱动力以相对较高的频率通过阻尼器。阻尼器将以这种方式衰减振动，但另一方面，其也会在载物台加速期间预张。当载物台不被致动器致动时，这种预张将被释放，这是在光刻装置中使用工作台系统时的最关键时间段。

根据本发明，通过在致动器的第一和第二磁体21、22之间布置阻尼器90，仅衰减第一和第二磁体21、22的相对运动。第一和第二磁体21、22的这种相对运动可以由载物台的内部模式形状引起。在这种情况下，阻尼器90将衰减这些内部模式形状，结果改进了载物台的动态行为。此外，如果阻尼器90布置在致动器的第一和第二磁体21、22之间，致动力将不会引起阻尼器90的变形，因此阻尼器90将不在载物台不被致动器致动的时间周期期间显示出释放。

此外，当使用粘弹性阻尼材料时，通过在第一磁体21和第二磁体22之间布置阻尼器，例如与在致动器和载物台之间(例如在磁体组件和载物台之间)布置阻尼器相比，减小了阻尼器的释放效应，或者在一些实施例中，甚至明显减小。这是因为在根据图8的布置中，释放仅由于第一和第二磁体21、22之间的力的差异而发生，其显著小于例如致动器和载物台之间的力的差异。

图9示出了图8的实施例的实际实施方式的示例。

在图9的实现，由合成橡胶制成的四个阻尼器91、92、93、94被布置在第一和第二磁体21、22之间。图9中可见三个阻尼器。两个阻尼器被布置在第一和第二磁体21、22的顶角处，另外两个阻尼器被布置在第一和第二磁体21、22的底角处。

图10示出了根据图8和图9的阻尼器在波特图(开环力学)中的应用效果。

在图10中，灰色线示出了其上安装有致动器的载物台在没有任何阻尼的情况下的频率响应。黑色线示出其上安装有致动器的载物台在存在根据图8和图9的阻尼器的情况下的频率响应。在这两种情况下，输入是致动力，并且输出该位置。在图10中，以对数刻度在x轴上绘制以Hz为单位的频率f。在y轴上，也以对数刻度绘制以dB、m/N为单位的幅度。

从图10可以看出，当根据图8和图9应用阻尼器时，多个振动模式的固有振动的幅度显著降低。

虽然本文中可以具体提及光刻装置在制造IC中的使用，但是应当理解，本文描述的光刻装置可以具有其他应用，诸如集成光学系统的制造、用于磁域存储器、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等的引导和检测模式。本领域技术人员应理解，在这种备选应用的背景下，本文的术语“晶圆”或“裸片”的任何使用可被视为分别与更一般的术语“衬底”或“目标部分”同义。本文提及的衬底可以在曝光之前或之后进行处理，例如在轨道(通常将光刻胶层施加于衬底并显影所暴露的光刻胶的工具)、计量工具和/或检查工具中被处理。在适用的情况下，本文的公开可应用于这种和其他衬底处理工具。此外，衬底可以被处理多次，例如为了创建多层IC，使得本文使用的术语“衬底”也可表示已经包含多个处理层的衬底。

虽然上文已经具体提及了本发明的实施例在光学光刻方面的使用，但是应当理解，本发明可用于其他应用，例如压印光刻，并且在上下文允许的情况下，不限于光学光刻。在压印光刻中，图案化设备中的拓扑限定了在衬底上形成的图案。图案化设备的拓扑可被压入提供给衬底的光刻胶层中，从而通过施加电磁辐射、热、压力或它们的组合来固化光刻胶。图案化设备从光刻胶中移出，在光刻胶固化后在其内留下图案。

本文使用的术语“辐射”和“束”包括所有类型的电磁辐射，包括紫外线(UV)辐射(例如，具有或大约365、248、193、157或126nm的波长)和极紫外线(EUV)辐射(例如，具有5-20nm范围中的波长)以及粒子束(诸如离子束或电子束)。

在上下文允许的情况下，术语“透镜”可表示各种类型的光学部件的任何一种或组合，包括折射、反射、磁、电磁和静电光学部件。

虽然上文已经描述了本发明的具体实施例，但是应理解，除了所描述的之外，本发明也可以被实践。例如，本发明可以采用计算机程序(包含描述上述方法的一个或多个机器可读指令的序列)或其上存储有这种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。

上面的描述旨在说明而不是限制。因此，本领域技术人员将明白，在不背离下面所阐述的权利要求的范围的情况下，可以对所述本发明进行修改。

Claims (13)

1.一种用于定位物体的工作台系统，

所述工作台系统包括：

-载物台，适于支持将被定位的物体；

-定位系统，适于定位所述载物台，所述定位系统包括适于在致动方向上定位所述载物台的致动器，

其中所述致动器包括磁体组件和线圈组件，

所述磁体组件包括第一磁体和第二磁体，所述第一磁体和所述第二磁体在使用中经受内磁力，

其中所述线圈组件至少部分地在所述第一磁体和所述第二磁体之间延伸，从而在使用中在所述致动方向上生成力，

其中所述磁体组件被设置有第一接口和第二接口，所述第一接口适于将所述第一磁体连接至所述载物台，并且所述第二接口适于将所述第二磁体连接至所述载物台，

并且其中所述磁体组件还包括间隔器件，所述间隔器件适于至少在所述内磁力的方向上保持所述第一磁体和所述第二磁体彼此相距相对距离。

2.根据权利要求1所述的工作台系统，

其中所述间隔器件适于在至少一个自由度中限定所述第一磁体的位置，

并且其中所述第一接口适于在剩余自由度中限定所述第一磁体的位置。

3.根据前述权利要求中任一项所述的工作台系统，

其中所述间隔器件适于在至少一个自由度中限定所述第二磁体的位置，

并且其中所述第二接口适于在剩余自由度中限定所述第二磁体的位置。

4.根据前述权利要求中任一项所述的工作台系统，

其中所述间隔器件包括第一间隔元件和第二间隔元件，所述第一间隔元件和所述第二间隔元件均连接至所述第一磁体和所述第二磁体，并且所述第一间隔元件和所述第二间隔元件在所述致动方向上彼此隔开，

其中所述第一间隔元件和所述第二间隔元件一起限定所述第一磁体和所述第二磁体在所述内磁力的方向以及围绕旋转轴的旋转方向上的位置，所述旋转轴垂直于所述致动方向和所述内磁力的方向延伸，

其中所述第一接口适于限定所述第一磁体在其剩余自由度中的位置，并且

其中所述第二接口适于限定所述第二磁体在其剩余自由度中的位置。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的工作台系统，

其中所述间隔器件包括垂直于所述致动方向布置的板簧，所述板簧具有连接至所述第一磁体的第一边缘和与所述第一边缘相对的第二边缘，所述第二边缘连接至所述第二磁体。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的工作台系统，

其中所述间隔器件包括垂直于所述致动方向布置的板簧铰链，所述板簧铰链具有连接至所述第一磁体的第一边缘和与所述第一边缘相对的第二边缘，所述第二边缘连接至所述第二磁体。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的工作台系统，

其中所述间隔器件包括：

-第一板簧，垂直于所述致动方向布置，所述第一板簧具有连接至所述第一磁体的第一边缘和与第一边缘相对的第二边缘，其第二边缘连接至所述第二磁体，以及

-第二板簧，被布置为在所述致动方向上与所述第一板簧相距一距离并且垂直于所述致动方向，所述第二板簧具有连接至所述第一磁体的第一边缘和与第一边缘相对的第二边缘，其第二边缘连接至所述第二磁体，并且

其中所述第一接口包括相对于所述第一磁体的中心平面对称布置的第一铰链，该中心平面平行于所述致动方向和所述内磁力的方向，并且

其中所述第二接口包括相对于所述第二磁体的中心平面对称布置的第二铰链，该中心平面平行于所述致动方向和所述内磁力的方向，并且

其中所述间隔器件的所述第一板簧和所述第二板簧与所述第一铰链和所述第二铰链一起在所有自由度中限定所述第一磁体的位置和所述第二磁体的位置。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的工作台系统，

其中所述间隔器件包括：

-板簧，垂直于所述致动方向布置，所述板簧具有连接至所述第一磁体的第一边缘和与第一边缘相对的第二边缘，其第二边缘连接至所述第二磁体，

-板簧铰链，被布置为在所述致动方向上与所述板簧相距一距离并且垂直于所述致动方向，所述板簧铰链具有连接至所述第一磁体的第一边缘和与第一边缘相对的第二边缘，其第二边缘连接至所述第二磁体，并且

其中所述第一接口包括第一枢轴和第一接口元件，其中所述第一枢轴被布置在所述第一磁体的中心平面处，该中心平面平行于所述致动方向和所述内磁力的方向，并且

其中所述第一接口元件被布置为与所述第一磁体的中心平面相距一距离，并且适于限定所述第一磁体在所述内磁力的方向上的位置，并且

其中所述第二接口包括第二枢轴，其中所述第二枢轴被布置在所述第二磁体的中心平面处，该中心平面平行于所述致动方向和所述内磁力的方向。

9.根据前述权利要求中任一项所述的工作台系统，

其中所述磁体组件还包括阻尼器，所述阻尼器被布置在所述第一磁体和所述第二磁体之间并且连接至所述第一磁体和所述第二磁体。

10.根据权利要求9所述的工作台系统，

其中所述阻尼器包括粘弹性材料。

11.一种光刻装置，被布置为将图案从图案化设备转印到衬底上，其中所述光刻装置包括根据前述权利要求中任一项所述的工作台系统。

12.一种光刻装置，包括：

照射系统，被配置为调节辐射束；

支撑件，被构造为支撑图案化设备，所述图案化设备能够在所述辐射束的截面中为所述辐射束赋予图案，以形成图案化辐射束；

衬底台，被构造为保持衬底；以及

投射系统，被配置为将所述图案化辐射束投射到所述衬底的目标部分上，

其中所述光刻装置还包括适于定位所述衬底台的定位系统，所述定位系统包括适于在致动方向上定位载物台的致动器，

所述致动器包括磁体组件和线圈组件，

所述磁体组件包括第一磁体和第二磁体，所述第一磁体和所述第二磁体在使用中经受内磁力，

其中所述线圈组件至少部分地在所述第一磁体和所述第二磁体之间延伸，从而在使用中在所述致动方向上生成力，

其中所述磁体组件被设置有第一接口和第二接口，所述第一接口适于将所述第一磁体连接至所述载物台，并且所述第二接口适于将所述第二磁体连接至所述载物台，

并且其中所述磁体组件还包括间隔器件，所述间隔器件适于至少在所述内磁力的方向上保持所述第一磁体和所述第二磁体彼此相距相对距离。

13.一种器件制造方法，包括将图案从图案化设备转印到衬底上，其中使用根据权利要求1所述的工作台系统。