CN111295623A - 用于半导体光刻术的组件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种光学组件和制造光学组件的方法，其中使用增材制造技术直接在光学元件上形成支撑结构，或直接在载体上形成支撑结构，随后结合至光学元件。

Description

用于半导体光刻术的组件及其制造方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年10月30日提交的美国临时专利申请号62/578,572的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及诸如可用于光刻设备中的组件和制造并对准这种组件的方法。
背景技术
光刻设备是一种将所期望的图案施加到诸如半导体材料的晶片的衬底(通常是在衬底的目标部分)上的机器。可以将可替代地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成待要形成于晶片的单层上的电路图案。典型地，通过将图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上完成图案的转印。通常，单个衬底将包含被连续图案化的相邻目标部分。也存在称为无掩模光刻术的技术，在无掩模光刻术中，图案通过调制反射镜阵列进行转印。
光刻术被广泛地看作制造IC和其它器件和/或结构的关键步骤中的一个。然而，随着通过使用光刻术制造的特征的尺寸变得越来越小，光刻术正变成实现制造微型IC或其它器件和/或结构的更加关键的因素。
现今使用的多个光刻工具采用激光器作为光源，并在光谱的深紫外(DUV)部分(典型地为248nm或193nm)中操作。为了缩短曝光波长并因此减小最小可印制尺寸，使用极紫外(EUV)辐射源。EUV辐射是波长在约5nm至约20nm的范围内、例如在约13nm至约14nm的范围内且甚至波长小于10nm，例如在约5至约10nm(诸如为6.7nm或6.8nm)的电磁辐射。用于EUV辐射的可能的源包括例如激光产生的等离子体源、放电等离子体源或基于由电子存储环提供的同步辐射的源。DUV辐射和EUV辐射两者都称为光，即使DUV辐射和EUV辐射并不属于电磁光谱的可见光部分。
光刻设备包括很多种部件。这些部件包括用于制作以及监测(光的强度或其它属性)和/或感测诸如聚焦和对准的条件的反射或透射光学元件，诸如棱镜、透镜、反射镜、孔和操纵光的偏振、相位、相干性等的其它元件。这些部件还包括诸如玻璃状结构的用于掩模版保持的由例如低膨胀陶瓷制成的支撑结构和安装结构，例如掩模版平台卡盘和用于光纤的套管。
这些部件典型地必须以极其稳定的方式接合至其它部件，例如将光学部件接合至安装结构。所述光学部件可以由玻璃制成，而且必须将光学部件机械地耦接至由例如金属制成的安装架。尽管该示例中使用金属，但将理解，安装架也可以由诸如塑料、复合材料或陶瓷的其它材料制成。常规地，几种方法中的任何一种都可以用于将玻璃附接至金属，包括诸如环氧树脂的粘合剂、诸如弹簧夹的机械紧固件、摩擦接合、光学结合(或键合)或羟基键合。所有这些方法都具有缺点。例如，环氧树脂是吸湿性的，随着湿度改变尺寸。在环氧树脂吸收水(或稍后由于例如湿度改变而解吸附或释放出所述水)时，环氧树脂膨胀(或收缩)，因此造成其连接的物体(诸如例如编码器标度、基准板、棱镜和其它光学器件)的相对位置的不稳定性。环氧树脂在剥离加载时会经受剥离。环氧树脂具有高的热膨胀系数，所述高的热膨胀系数能够几乎比金属的热膨胀系数大一个数量级且比超低膨胀(ULE)玻璃的热膨胀系数大两个数量级。而且，因为环氧树脂在负载下蠕变，这会造成长期的稳定性问题。还已知环氧树脂不能粘附至玻璃或金属基板，并造成组件的完全故障。
发明内容
期望避免或缓解本文中所识别出或以另外方式识别出的问题中的至少一个，或提供对于已有的设备或方法的替代方案。
根据一个方面，公开了使用增材制造技术以最小化以及甚至消除对由例如环氧树脂作为结合剂制成的中间粘合层的依赖。本文中在常规意义上参考如下技术使用增材制造：准许使用一种或更多种材料的连续层递增地产生三维结构。希望涵盖例如以下技术：诸如3D打印、快速原型设计、直接数字制造、分层制造和增材制作。实质上，用共价金属键替换粘合结合避免上文所描述的问题中的多个问题。
根据一个方面，公开了一种制造的物品，包括：光刻设备的部件；和支撑结构，使用增材制造将支撑结构形成于所述部件上，所述支撑结构包括具有晶格结构的过渡界面部分，其中所述晶格结构形成于所述部件上。所述部件可以是光学元件，例如包括玻璃、金属、陶瓷材料或复合材料。所述部件可以具有粘合层，在所述情况下，所述支撑结构可以形成于所述粘合层上。所述粘合层可以是溅射粘合层。所述支撑结构可以包括金属材料。所述支撑结构可以包括第一金属材料和第二金属材料，所述支撑结构还可以包括第一区和第二区，所述第一区所含有的第一金属材料的浓度高于第二金属材料的浓度，所述第二区所含有的第二金属材料的浓度高于第一金属材料的浓度。所述支撑结构可以包括第一非金属材料和第二金属材料，所述支撑结构还包括第一区和第二区，所述第一区所含有的第一非金属材料的浓度高于第二金属材料的浓度，所述第二区所含有的第二非金属材料的浓度高于第一金属材料的浓度。第一非金属材料可以包括玻璃材料。所述晶格结构可以包括至少一个挠曲部。
根据另一方面，公开了一种制造的物品，包括光学元件和支撑结构，所述支撑结构使用钎焊附接至所述光学元件。所述光学元件可以具有粘合层，在所述情况下，所述支撑结构可以粘附至所述粘合层。所述粘合层可以是溅射粘合层。所述支撑结构包括过渡界面区，所述过渡界面区具有晶格结构，其中具有晶格结构的部分可以粘附至所述光学元件。所述晶格结构可以包括至少一个挠曲部。所述支撑结构可以使用增材制造制作。
根据另一方面，公开了一种制造的物品，包括：载体；支撑结构，使用增材制造将支撑结构形成于所述载体上；和光学元件，以光学方式接触所述载体。所述载体可以包括例如玻璃、玻璃陶瓷复合材料、或陶瓷材料。
根据一个方面，公开了一种制造物品的方法，所述方法包括以下步骤：提供光刻设备的部件；和使用增材制造在所述部件上形成支撑结构，所述支撑结构包括具有晶格结构的过渡界面部分，其中所述晶格结构形成于所述部件上。所述形成步骤可以包括在所述部件上3D打印支撑结构。所述方法可以包括在所述形成步骤之前为所述部件提供粘合层的步骤，其中所述形成步骤可以包括在所述粘合层上形成所述支撑结构。提供所述粘合层的步骤可以包括例如在所述部件的表面上溅射所述粘合层，通过蒸镀在所述部件的表面上沉积粘合层，或通过PVD或CVD过程在所述光学元件的表面上沉积粘合层。所述晶格结构可以包括至少一个挠曲部。
根据另一方面，公开了一种制造物品的方法，所述方法包括以下步骤：提供载体；使用增材制造在所述载体上形成支撑结构；提供光学元件；和使得所述载体以光学方式接触所述光学元件。所述形成步骤可以包括在所述载体上3D打印支撑结构。所述方法可以附加地包括在所述形成步骤之前为所述载体提供粘合层的另一步骤，在所述情况下，所述形成步骤可以包括在所述粘合层上形成所述支撑结构。所述晶格结构可以包括至少一个挠曲部。
根据另一方面，公开了一种方法，包括以下步骤：提供未完成的光学元件；在所述未完成的光学元件上形成支撑结构；和完成所述光学元件。未完成的光学元件可以例如是光学坯料或部分完成的光学坯料。
根据另一方面，公开了一种方法，包括以下步骤：提供光学元件；使用增材制造将至少一个金属凸缘附接至光学元件；和将所述至少一个金属凸缘连接至支撑结构。
根据另一方面，公开了一种方法，包括以下步骤：提供载体；提供支撑结构；使用钎焊将所述载体接合至所述支撑结构；提供光学元件；和使得所述载体以光学方式接触所述光学元件。
根据另一方面，公开了一种制造物品的方法，所述方法包括以下步骤：提供加工工具，所述加工工具包括至少一个基准件；以关于所述加工工具固定的方式将光刻系统的部件放置在所述加工工具中；在所述至少一个基准件上3D打印特征；基于在所述至少一个基准件上被打印的特征的位置确定打印偏移；使用所确定的打印偏移在所述部件上进行3D打印。
本发明的另外的特征和优点以及本发明的各实施例的结构和操作将参考附图在下文更详细地进行描述。注意到，本发明不限于此处描述的特定实施例。本文仅出于说明性的目的提供这些实施例。基于本文包含的教导，相关领域的技术人员将明白另外的实施例。
附图说明
包含在本文中并构成说明书的部分的附图图示了本发明，并与说明书一起进一步用于解释本发明的原理并使相关领域的技术人员能够制造和使用本发明。
图1示出了根据本发明的实施例的光刻设备。
图2是根据实施例的图1的设备的更详细视图。
图3A是根据实施例的光学组件的部分平面简图。
图3B是描述制造诸如图3A所示的光学组件的方法的流程图。
图4A是根据实施例的另一光学组件的部分平面简图。
图4B是根据实施例的又另一光学组件的部分平面简图。
图4C是描述制造诸如图4A所示的光学组件的方法的流程图。
图5A是根据实施例的另一光学组件的部分平面简图。
图5B是描述制造诸如图5A所示的光学组件的方法的流程图。
图6A-6D是根据实施例的光学组件的平面图。
图6E是描述制造诸如图6A-6D所示的光学组件的方法的流程图。
图7A是根据实施例的光学元件和用于辅助处置光学元件的加工工具的部分平面简图。
图7B是描述使用图7A所示的加工工具的方法的流程图。
通过下面结合附图给出的详细描述，本发明的实施例的特征和优点将变得更加清楚，其中，相同的附图标记在全文中表示相应的元件。在附图中，相似的附图标记通常表示相同的、功能类似的、和/或结构类似的元件。
具体实施方式
本说明书公开了包含本文公开且要求保护的主题的多个特征的一个或更多个实施例。所公开的实施例仅例示所述主题。本发明的范围不限于所公开的实施例。本发明由所附权利要求限定。
所描述的实施例以及说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”等的提及表示所描述的实施例可包括特定的特征、结构或特性，但每个实施例可能不一定包括所述特定的特征、结构或特性。而且，这些短语不一定指的是相同的实施例。此外，当结合实施例描述特定的特征、结构或特性时，应理解，结合无论是否被明确描述的其它实施例而实现这样的特征、结构或特性都在本领域技术人员的知识范围内。
本发明的实施例可以以硬件、固件、软件或其任意组合来实施。本发明的实施例还可以被实施为储存在机器可读介质上的指令，该指令可以被一个或更多个处理器读取和执行。机器可读介质可以包括用于储存或传输呈机器(例如，计算装置)可读的形式的信息的任何机制。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)；磁盘储存介质；光学储存介质；闪存装置；电学、光学、声学或其它形式的传播信号(例如，载波、红外信号、数字信号等)等。此外，固件、软件、例行程序、指令在本文中可被描述为执行某些动作。但是，应当认识到，这样的描述仅仅是为了方便，并且这样的动作实际上是由计算装置、处理器、控制器或执行固件、软件、例行程序、指令等的其它设备来产生。
在更为详细地描述这些实施例之前，提出一个可以实施本发明的实施例的示例环境是有指导意义的。
图1示意地示出了根据本发明的实施例的包括源收集器模块SO的光刻设备。所述设备包括：照射系统(照射器)IL，配置成调节辐射束B(例如EUV辐射)；支撑结构(例如掩模台)MT，构造成支撑图案形成装置(例如掩模或掩模版)MA并且连接到第一定位器PM，所述第一定位器PM配置成准确地定位图案形成装置；衬底台(例如晶片台)WT，构造成保持衬底(例如涂覆抗蚀剂的晶片)W并且连接到第二定位器PW，所述第二定位器PW配置成准确地定位衬底；和投影系统(例如折射型投影系统)PS，配置成将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如包括一个或更多个管芯)上。
照射系统可以包括各种类型的光学部件，诸如折射型、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，用以引导、成形、或控制辐射。
所述支撑结构MT以依赖于图案形成装置的方向、光刻设备的设计以及诸如例如图案形成装置是否保持在真空环境中等其它条件的方式保持图案形成装置MA。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(例如相对于投影系统)位于所期望的位置上。
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。被赋予辐射束的图案可以与在目标部分上形成的器件中的特定的功能层相对应，诸如集成电路。
图案形成装置可以是透射型的或反射型的。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，每一个小反射镜能够单独地倾斜，以便沿不同的方向反射入射的辐射束。被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。
与照射系统类似，投影系统可以包括多种类型的光学部件，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，如对于所使用的曝光辐射所适合的、或对于诸如使用真空之类的其他因素所适合的。可以期望将真空用于EUV辐射，因为气体可能会吸收太多的辐射。因此借助于真空壁和真空泵可以在整个束路径上提供真空环境。
如所描绘，所述设备是反射型的(例如采用反射型掩模)。光刻设备可以是具有两个(双平台)或更多衬底台(和/或两个或更多的掩模台)的类型。在这种“多平台”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接收来自源收集器模块SO的极紫外辐射束。用于产生EUV光的方法包括但不必限于将材料转换为等离子体状态，该材料具有在EUV范围内的一个或更多个发射线的至少一种元素(例如氙、锂或锡)。在一种这样的方法中，通常称为激光产生等离子体(“LPP”)，所需的等离子体可以通过以激光束辐照燃料来产生，燃料诸如可以是具有所需的发射线的元素的材料的液滴、流或簇团。源收集器模块SO可以是包括用于提供激光束激发燃料的激光器(图1中未示出)的EUV辐射系统的一部分。所得到的等离子体发射输出辐射，例如EUV辐射，其通过使用设置在源收集器模块内的辐射收集器收集。激光器和源收集器模块可以是分立的实体，例如当使用CO2激光器提供用于燃料激发的激光束时。
在这些情况下，激光器并不会看作是构成光刻设备的一部分，并且借助于包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统，辐射束被从激光器传递到源收集器模块。在其它情况下，所述源可以是源收集器模块的组成部分，例如，当所述源是放电产生等离子体EUV产生器(通常被称为DPP源)时。
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。通常，可以对所述照射器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，诸如琢面场反射镜装置和光瞳反射镜装置。所述照射器可以用于调节所述辐射束，以在其横截面中具有所期望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来形成图案。已经被图案形成装置(例如，掩模)MA反射后，所述辐射束B穿过投影系统PS，所述投影系统将束聚焦到所述衬底W的目标部分C上。借助于第二定位器PW和位置传感器PS2(例如，干涉仪器件、线性编码器或电容传感器)，可以准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，可以将所述第一定位器PM和另一个位置传感器PS1用于相对于所述辐射束B的路径准确地定位图案形成装置(例如，掩模)MA。图案形成装置(例如，掩模)MA和衬底W可以通过使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准。
所描绘出的设备可以用于下列模式中的至少一种。例如，在步进模式中，在将支撑结构(例如掩模台)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，使得能够对不同目标部分C曝光。
在扫描模式中，在对支撑结构(例如掩模台)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相对于支撑结构(例如掩模台)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性来确定。
在另一模式中，将用于保持可编程图案形成装置的支撑结构(例如掩模台)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。这种操作模式能够易于应用于利用可编程图案形成装置(诸如，上文所提及类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术中。
也可采用上文所描述的使用模式的组合和/或变形，或完全不同的使用模式。
图2更详细地示出光刻设备LAP，包括源收集器模块SO、照射系统IL和投影系统PS。源收集器模块SO构造和布置成能够将真空环境维持在源收集器模块的围封结构2中。
激光器4布置成成经由激光束6将激光能量沉积至从燃料供应装置8(有时称为燃料流发生器)提供的燃料体积内，诸如氙(Xe)、锡(Sn)或锂(Li)。锡或另一熔融金属或金属间化合物(最可能呈液滴形式)当前认为是最有发展潜力的，并因此是用于EUV辐射源的燃料的可能的选择。将激光能量沉积至燃料会在等离子体形成部位12处产生电子温度为几十电子伏特(eV)的高度电离的等离子体10。在这些离子的去激励和复合期间产生的高能辐射从等离子体10发射、由近正入射辐射收集器14收集和聚焦。激光器4和燃料供应装置8(和/或收集器14)可以一起被认为包括辐射源，具体地EUV辐射源。EUV辐射源可以被称为激光产生等离子体(LPP)辐射源。
可以提供第二激光器(未示出)，所述第二激光器被配置成在激光束6入射到燃料的体积上之前预热或以其它方式预先调节燃料的体积。使用该方法的LPP源可以称为双激光脉冲(DLP)源。
尽管未示出，但燃料流发生器将包括喷嘴或与喷嘴连接，所述喷嘴被配置成沿着一轨迹朝向等离子体形成部位12引导燃料液滴流。
由辐射收集器14反射的辐射B在虚源点16聚焦。虚源点16通常被称作中间焦点，并且源收集器模块SO被布置成使得中间焦点16位于围封结构2中的开口18处或附近。虚源点16是发射辐射的等离子体10的像。
随后，辐射B横穿照射系统IL，该照射系统IL可以包括琢面场反射镜装置20和琢面光瞳反射镜装置22，该琢面场反射镜装置20和琢面光瞳反射镜装置22被布置成提供在图案形成装置MA处的辐射束B的期望的角分布，以及在图案形成装置MA处的辐射强度的期望的均匀性。在辐射束在由支撑结构MT保持的图案形成装置MA处反射之后，形成被图案化的束24，并且通过投影系统PS将被图案化的束24经由反射元件26、28而成像到由晶片平台或衬底台WT保持的衬底W上。
在照射系统IL和投影系统PS中通常可以存在比示出的元件更多的元件。此外，可以存在比图中示出的反射镜更多的反射镜，例如在投影系统PS中可以存在除图2中示出的元件以外的附加的反射元件。
这种EUV光刻系统和DUV系统包括诸如光学元件的部件，所述部件必须以极大的精度定位且以在一段延长的时间内维持精确定位的方式定位。这典型地涉及将这种部件机械地固定在壳体内，所述壳体又例如使用诸如螺栓或夹具的机械紧固件固定。
根据一个方面，为了避免这些问题，将安装结构直接形成于所述部件，或直接形成于一载体上，所述载体耦接至所述部件。适当材料(例如，金属)的安装结构可直接在所述部件上打印。可以使用诸如金属(例如，不锈钢、因瓦合金(invar)、钛、科伐合金(kovar)、纯镍)、纯或合金化或陶瓷和/或陶瓷/金属化合物的材料的3D打印。
在这种部件上的直接金属打印可能会诱发应力。所得到的组件可能还由于底层部件与该部件上打印的材料的热膨胀系数的失配而经受热诱发应力。这些力能够通过使用3D打印进行管控，以产生具有过渡界面部分的安装结构。该结构从过渡界面部分至适合于机械耦接至其它系统部件的更稳固的安装部分递增地构建。过渡界面部分可以呈例如晶格的形式，其可以包括柱、树枝状结构或枝晶组织、具有许多小细长杆或支柱(其经由链接、挠曲或其它元件或元件组合均匀地分配力)的复衍(whiffletree)结构。如本文中所使用，术语晶格指如下结构：有序的，例如具有周期性或平移对称性；或无序的，不具有周期性；或有序的与无序的组合。过渡界面部分可以在与该部件直接物理接触的小尖端的有序或无序阵列中达到顶点。
在该实施例中过渡界面部分本质上为例如在3D打印机中产生的挠曲层，其管控来自3D打印的应力以及其它应力。这些其它应力可以包括由热膨胀系数的失配诱发的应力、所传递的安装应力、致动或对准应力、由表面图形或应力双折射优化造成的应力、和由针对动力学的调谐造成的应力。过渡界面部分也可以为所述部件提供分布式刚度。3D打印的这一使用使得有可能避免在所述部件与系统的剩余部分之间的负载路径中的任何地方使用任何粘合剂或其它聚合物，以使得仅金属(共价)键存在于所述部件与例如容纳所述部件的壳体之间。附加的优点是，3D打印的这一使用使得有可能避免依靠技术技能来涂覆诸如环氧树脂的粘合剂。这也准许使用较少材料的构造。
可替代地，安装结构可以单独地制造，接着使用诸如钎焊的技术附接至所述部件。一个挑战在于，对于与光学部件相关的设计，通过钎焊制成的玻璃-金属接头经受高温过程，所述高温过程对最终的组件赋予较大的应力。这些锁定应力造成光学器件的变形和可能的不稳定性(如果随后存在应力的松弛)。缺乏充分匹配光学部件与安装结构的热膨胀系数的能力可能是极其具有挑战性的。这也能通过以如下方式形成支撑结构来解决：产生具有小尖端结构的表面的过渡界面部分来与该光学元件相界面连接。这些尖端接着通过使用利用合适填充材料的炉热钎焊和钎焊过程附接至所述光学元件。也可使用感应钎焊。一旦光学部件与安装结构连接，应力诱发的变形便会由于过渡界面部分的结构不能传递任何实质的力(由于其特征的小的尺寸和被优化的几何形状)而得以最小化。
安装结构可以由单一材料制成，或可以由多种材料制成。因此，过渡界面区和机械附接区中的一个可以主要由例如不锈钢制成，其中该材料过渡至另一区的诸如因瓦合金的另一材料。换句话说，对于一些应用，可能期望在光学元件表面(例如，玻璃表面)处可能以诸如特定金属、玻璃或金属与玻璃的混合物的一种增材制造材料开始，逐渐或突然转变或过渡为另一材料，例如，在使用增层制造构建安装结构的层时全部为金属。这能够使用增层制造技术通过在制造所述层的过程期间改变用于产生所述层的材料(例如，呈粉末或线的形式)的组成来实现。
安装结构设置有用于将安装结构机械地耦接至系统中的一个或更多个其它部件(诸如通过夹持至壳体或平台或其它结构)的界面。这些界面连接至安装结构的多个机械附接区，所述机械附接区与过渡界面区的不同足以使得所述机械附接区例如在安装结构的实心(无孔)大块材料部分中具有必需的刚性和强度。
现在参考图3A，图中示出了光学组件30具有光学元件32和安装结构34的示例。光学组件30可以例如为由玻璃制成的棱镜。安装结构34可以由诸如因瓦合金的金属制成。安装结构34包括过渡界面部分36和机械附接区38。过渡界面部分36被描绘为一组指状元件，但将理解，所述指状元件的大小为了便于图示而极大地夸示，通常，这些结构将为小的且能够具有变化的几何结构。而且在图3A中，过渡界面部分36与机械附接区之间的变化被示出为突然的，但将理解，这一变化可以是渐进的。实际上，安装结构34中可存在孔隙以准许光进入光学元件32，并且有必要保持过渡界面部分36的元件远离这种孔隙。机械附接区38可以包括具有孔、凸台和孔隙的一体式3D打印基板。多个特征可被添加至安装结构34以优化至下一组装水平的对准和附接。
因此，如图3B中所示，制造光学组件的方法可以包括：步骤S30，提供光学元件；步骤S32，将过渡界面区3D打印在光学元件上；接着步骤S34，在过渡界面区上打印安装区。将理解，步骤S32和S34无需为离散的，而且所述过程可以从一个步骤逐渐过渡到下一步骤。
因此，如图4A中所示，在一些应用中，可能期望在光学元件32上提供粘合层40，接着在粘合层上打印安装结构34。将理解，在图4A中，粘合层30的厚度被夸大，通常该层可以相当薄，因为构建较厚的层存在固有的难度。粘合层可以例如由铬制成，可以通过溅射、蒸镀或其它类似PVD/CVD过程施加。因此，如图4C中所示，制造光学组件的方法可以包括：步骤S30，提供光学元件；步骤S40，在光学元件上形成粘合层；和步骤S42，在粘合层上3D打印支撑结构。
如图3A和4A中所示，过渡界面部分36被描绘为一组指状元件，所述指状元件的大小为便于图示而极大地夸大。该组元件并不必须彼此交叉并以一角度延伸，如图3A和图4A中所示。过渡界面部分36能够具有其它布置。例如，如图4B中所示，过渡界面部分36能够配置为全部实质上彼此平行的平直毛状物或柱的大阵列。这一阵列可以如图所示为有序的，或可以是无序的。而且，过渡界面部分36可以配置为有序元件与无序元件的组合。
在前述描述中，安装结构34直接耦接至光学元件32。如图5A中所示，也有可能将安装结构34耦接至中间结构50，即载体，诸如接着又耦接至光学元件32的块体ULE玻璃平台主体。中间结构50也可以由陶瓷或诸如
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的玻璃陶瓷复合物制成。如果该中间结构50将以光学方式接触光学元件32，则可能有必要以光学方式抛光将以光学方式接触光学元件32的中间结构50的表面。一旦该光学接触形成，整个的安装结构/中间结构/光学元件组件可经受炉加热循环，以便在两者皆可以是ULE玻璃的中间结构50与光学元件32之间产生熔融结合。由于金属-中间结构接头在较大的温度漂移期间针对柔性进行优化，因此完全激发部分的残余应力较低，最终展平步骤将不经受漂移。可能需要一些加工工具以确保在熔融期间在中间结构50与光学元件32之间的接触不存在损失，或组件可被定向成使得重力能够抑制接触损失。
如果在玻璃载体上直接使用金属打印，则玻璃载体能够进行后抛光和修饰(touchup)，接着以光学方式接触考虑之中的光学元件32。如果使用该布置，则有可能放弃过渡界面区，除非必须管控由3D打印造成的应力。该方法也具有从光学元件32至其安装至的部件(诸如其壳体)实现金属和光学接触结合的优点。而且，光学表面并不暴露于3D打印环境。然而，也可能需要调适对准技术，并需要光学接触步骤。
因此，如图5B中所示，制造光学组件的方法可以包括：步骤S50，提供载体；步骤S52，将支撑结构3D打印在载体上；步骤S54，将载体结合至光学元件。
这种布置能够有利地通过使用增材制造用于稳定性为重要的所有光学玻璃-金属或陶瓷-金属系统(包括平台、传感器、任何玻璃-金属结合和陶瓷-金属构造)中，以产生从强的块体结构转变至过渡界面区(固有地缺乏传递大量变形的能力)的合适金属结构。
3D打印容差当前为50um量级，其大于在一些应用中对准半导体光刻部件所通常准许的容差。为补偿这一情况，对于这些应用，可能期望利用一个或更多个部件制成安装结构，对准所述部件，且接着使用例如电子束焊接、激光焊接或机械紧固或夹持机构将这些部件接合在一起。
使用增材制造技术也可能需要调适用于对准光学元件以及加工工具的技术以在增层制造期间保护光学表面。
在诸如光学元件的一些类型的部件上直接进行打印的情况下，可能有必要保护该部件。为此目的，可以使用胶封、掩蔽或夹持加工工具。一旦进行了组装和对准，光轴将在倾斜和Z上对准至凸缘上的参考表面。
如图6A至图6D中所示，一种制作技术可以涉及使用增材制造的用途来在诸如光学元件32的部件的周缘上产生突片结构60(图6B)，接着使用例如激光焊接或在期望时使用电子束焊接接头64(图6D)或激光点焊接之后电子束焊接将这些突片60附接至支撑结构，以最小化应力和热。
在一个方法中，光学元件32的光轴能够相对于支撑结构(凸缘)上的一个或更多个参考表面对准。光学元件32与支撑结构62能够使用环氧树脂66(图6C)锁定对准。可接着将组件从对准工具移动至焊接工具，并被焊接以使对准的定向为永久性的。可能期望在完成焊接步骤之后确认对准仍存在。如果期望，可接着移除环氧树脂。
因此，如图6E中所示，制造光学组件的方法可以包括：步骤S30，提供光学元件；步骤S60，在光学元件上提供突片结构(其可以包括上述变形限制结构和技术中某一些或所有)；步骤S62，使光学元件与突片的组合与支撑件对准；和步骤S64，将突片结构附接至支撑件。
根据如图7中所示的另一方法，可以将光学元件32安装于加工工具70中，该加工工具在3D打印期间保护光学元件32。加工工具70包括加工工具基准件72。这在图7B中示出为步骤S70。在步骤S72中，接着将光学元件32和加工工具70放置于3D打印机中，并将测试特征74打印至加工工具基准件72上。在步骤S74中，通过检查基准件72获得偏移读数。在步骤S76中，基于x、y和Rz(x偏移、y偏移和绕z轴旋转的偏移)的测量将所读取的偏移编程至3D打印机中，并用于在光学元件上进行3D打印。可选地，可以存在确认光学元件32与加工工具基准件72的对齐是恰当的步骤。作为图示，图7示出了具有两个小板与其上的呈栅格形式的基准件72的加工工具。在每一者上打印斑74提供x、y和Rz偏移，所述偏移接着用于在光学元件32上准确地进行3D打印。
上述方法准许使用加工工具上的基准件对齐各部件。所述基准件可以包括用环氧树脂或其它暂时性手段相对于支撑结构(单元)保持光学组件，以允许在对准加工工具外部进行移除和焊接的步骤。
在另一方法中，将支撑结构直接打印在光学坯料上。光学坯料可能被最终加工成粗糙形状和图形，其后会使用增材制造将支撑结构形成于坯料上。坯料可接着进一步处理(例如，根据需要进行最终图形确定、抛光和涂覆)以生成完成的光学元件。该方法将具有附加的益处：来自金属键合或结合的任何应力和变形可在后续完成步骤中加以解决。而且，支撑结构可以准许非常高精度的加工，其在最终步骤中用于制作光学元件且用于保持和对准的量测。而且，因为金属3D打印在产生最终抛光的表面之前进行，因此加工要求可能不太严格。
本实施例还可以使用下列方面进行描述：
1.一种制造的物品，包括：
光刻设备的部件；和
支撑结构，使用增材制造形成于所述部件上，所述支撑结构包括具有晶格结构的过渡界面部分，其中所述晶格结构形成于所述部件上。
2.根据方面1所述的物品，其中所述部件包括光学元件，所述光学元件包括玻璃。
3.根据方面1所述的物品，其中所述部件包括光学元件，所述光学元件包括金属。
4.根据方面1所述的物品，其中所述部件包括光学元件，所述光学元件包括陶瓷材料。
5.根据方面1所述的物品，其中所述部件包括光学元件，所述光学元件包括复合材料。
6.根据方面1所述的物品，其中所述部件具有粘合层，所述支撑结构形成于所述粘合层上。
7.根据方面6所述的物品，其中所述粘合层是溅射粘合层。
8.根据方面1所述的物品，其中所述支撑结构包括金属材料。
9.根据方面1所述的物品，其中所述支撑结构包括第一金属材料和第二金属材料，所述支撑结构还包括第一区和第二区，所述第一区所包含的第一金属材料的浓度高于第二金属材料的浓度，所述第二区所包含的第二金属材料的浓度高于第一金属材料的浓度。
10.根据方面1所述的物品，其中所述支撑结构包括第一非金属材料和第二金属材料，所述支撑结构还包括第一区和第二区，所述第一区所包含的第一非金属材料的浓度高于第二金属材料的浓度，所述第二区所包含的第二非金属材料的浓度高于第一金属材料的浓度。
11.根据方面10所述的物品，其中所述第一非金属材料包括玻璃材料。
12.根据方面1所述的物品，其中所述晶格结构包括至少一个挠曲部。
13.一种制造的物品，包括：
光学元件；和
支撑结构，使用钎焊附接至所述光学元件。
14.根据方面13所述的物品，其中所述光学元件具有粘合层，所述支撑结构粘附至所述粘合层。
15.根据方面14所述的物品，其中所述粘合层是溅射粘合层。
16.根据方面15所述的物品，其中所述支撑结构包括过渡界面区，所述过渡界面区具有晶格结构，其中具有晶格结构的部分粘附至所述光学元件。
17.根据方面16所述的物品，其中所述晶格结构包括至少一个挠曲部。
18.根据方面13所述的物品，其中所述支撑结构使用增材制造制作。
19.一种制造的物品，包括：
载体；
支撑结构，使用增材制造将支撑结构形成于所述载体上；和
光学元件，以光学方式接触所述载体。
20.根据方面19所述的物品，其中所述载体包括玻璃。
21.根据方面19所述的物品，其中所述载体包括玻璃陶瓷复合材料。
22.根据方面19所述的物品，其中所述载体包括陶瓷材料。
23.一种制造物品的方法，所述方法包括以下步骤：
提供光刻设备的部件；和
使用增材制造在所述部件上形成支撑结构，所述支撑结构包括具有晶格结构的过渡界面部分，其中所述晶格结构形成于所述部件上。
24.根据方面23所述的方法，其中所述形成步骤包括在所述部件上3D打印所述支撑结构。
25.根据方面23所述的方法，还包括在所述形成步骤之前的为所述部件提供粘合层的步骤，其中所述形成步骤包括在所述粘合层上形成所述支撑结构。
26.根据方面25所述的方法，其中，提供所述粘合层的步骤包括在所述部件的表面上溅射所述粘合层。
27.根据方面25所述的方法，其中，提供所述粘合层的步骤包括通过蒸镀在所述部件的表面上沉积粘合层。
28.根据方面25所述的方法，其中，提供所述粘合层的步骤包括通过PCD或CVD过程在所述部件的表面上沉积粘合层。
29.根据方面23所述的方法，其中，所述晶格结构包括至少一个挠曲部。
30.一种制造物品的方法，所述方法包括以下步骤：
提供载体；
使用增材制造在所述载体上形成支撑结构；
提供光学元件；和
使得所述载体以光学方式接触所述光学元件。
31.根据方面30所述的方法，其中所述形成步骤包括在所述载体上3D打印所述支撑结构。
32.根据方面30所述的方法，还包括在所述形成步骤之前的为所述部件提供粘合层的步骤，其中所述形成步骤包括在所述粘合层上形成所述支撑结构。
33.根据方面30所述的方法，其中，所述晶格结构包括至少一个挠曲部。
34.一种方法，包括以下步骤：
提供未完成的光学元件；
在所述未完成的光学元件上形成支撑结构；和
完成所述光学元件。
35.根据方面34所述的方法，其中所述未完成的光学元件是光学坯料。
36.根据方面34所述的方法，其中所述未完成的光学元件是部分完成的光学坯料。
37.一种方法，包括以下步骤：
提供光学元件；
使用增材制造将至少一个金属凸缘附接至光学元件；和
将所述至少一个金属凸缘连接至支撑结构。
38.一种制造物品的方法，所述方法包括以下步骤：
提供载体；
提供支撑结构；
使用钎焊将所述载体接合至所述支撑结构；
提供光学元件；和
使得所述载体以光学方式接触所述光学元件。
39.一种制造物品的方法，所述方法包括以下步骤：
提供加工工具，所述加工工具包括至少一个基准件；
以关于所述加工工具固定的方式将光刻系统的部件放置在所述加工工具中；
在所述至少一个基准件上3D打印特征；
基于在所述至少一个基准件上的被打印的特征的位置确定打印偏移；以及
使用所确定的打印偏移在所述部件上进行3D打印。
尽管以上描述使用光学部件作为可应用本公开的教导的半导体光刻部件的主要示例，但本领域普通技术人员将明白，所述教导也可以应用于其它半导体光刻部件，诸如包括卡盘和掩模版支撑件的晶片支撑件，和用于生产光纤的套筒。而且，虽然在本文中详述了半导体光刻设备的使用，但是应该理解到本文所述的主题可以有其它的应用，诸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(LCD)、薄膜磁头等。在适用的情况下，本文的公开内容可以应用于其它衬底处理工具中。
虽然上文已经描述了本发明的具体实施例，但是应当了解，本发明可以以与上述不同的方式来实践。上文的描述旨在是说明性的而不是限制性的。因此，本领域技术人员将明白，可以在不背离下文所附的权利要求的范围的情况下对所描述的本发明进行修改。
应当了解，具体实施方式部分而不是发明内容和摘要部分旨在用于解释权利要求。发明内容和摘要部分可以阐述由发明人所设想的一个或更多个但不是所有的本发明的示例性实施例，因此，并不旨在以任何方式限制本发明和所附权利要求。
上面已经借助于示出具体功能及其关系的实施方式的功能构建块描述了本发明。为了便于描述，本文任意地定义了这些功能构建块的边界。只要适当地执行具体功能及其关系，就可以定义替代边界。
具体实施例的前述描述将如此充分地揭示本发明的一般性质，使得在不背离本发明的整体构思且不进行过度实验的情况下，其他人可通过应用本领域技术范围内的知识容易地修改和/或调适这些具体实施例的各种应用。因此，基于本文展示的教导和指导，这些调适和修改旨在落入所公开实施例的等同方案的含义和范围内。应理解，本文的措辞或术语是出于描述而非限制的目的，使得本说明书的术语或措辞将由技术人员根据所述教导和指导来解释。
本发明的宽度和范围不应受任一上述的示例性实施例限制，而应仅由下述的权利要求书及其等同方案来限定。

Claims (22)

1.一种制造的物品，包括：
光刻设备的部件；和
支撑结构，使用增材制造将支撑结构形成于所述部件上，所述支撑结构包括具有晶格结构的过渡界面部分，其中所述晶格结构形成于所述部件上。
2.根据权利要求1所述的物品，其中所述部件包括光学元件，所述光学元件包括玻璃。
3.根据权利要求1所述的物品，其中所述部件包括光学元件，所述光学元件包括金属。
4.根据权利要求1所述的物品，其中所述部件包括光学元件，所述光学元件包括陶瓷材料。
5.根据权利要求1所述的物品，其中所述部件包括光学元件，所述光学元件包括复合材料。
6.根据权利要求1所述的物品，其中所述部件具有粘合层，所述支撑结构形成于所述粘合层上。
7.根据权利要求6所述的物品，其中所述粘合层是溅射粘合层。
8.根据权利要求1所述的物品，其中所述支撑结构包括金属材料。
9.根据权利要求1所述的物品，其中所述支撑结构包括第一金属材料和第二金属材料，所述支撑结构还包括第一区和第二区，构成所述第一区的第一金属材料的浓度高于第二金属材料的浓度，构成所述第二区的第二金属材料的浓度高于第一金属材料的浓度。
10.根据权利要求1所述的物品，其中所述支撑结构包括第一非金属材料和第二金属材料，所述支撑结构还包括第一区和第二区，构成所述第一区的第一非金属材料的浓度高于第二金属材料的浓度，构成所述第二区的第二非金属材料的浓度高于第一金属材料的浓度。
11.根据权利要求10所述的物品，其中所述第一非金属材料包括玻璃材料。
12.根据权利要求1所述的物品，其中所述晶格结构包括至少一个挠曲部。
13.一种制造的物品，包括：
光学元件；和
支撑结构，使用钎焊附接至所述光学元件。
14.根据权利要求13所述的物品，其中所述光学元件具有粘合层，所述支撑结构粘附至所述粘合层。
15.根据权利要求14所述的物品，其中所述粘合层是溅射粘合层。
16.根据权利要求15所述的物品，其中所述支撑结构包括过渡界面区，所述过渡界面区具有晶格结构，其中具有晶格结构的部分粘附至所述光学元件。
17.根据权利要求16所述的物品，其中所述晶格结构包括至少一个挠曲部。
18.根据权利要求13所述的物品，其中所述支撑结构使用增材制造来制作。
19.一种制造的物品，包括：
载体；
支撑结构，使用增材制造形成于所述载体上；和
光学元件，以光学方式接触所述载体。
20.根据权利要求19所述的物品，其中所述载体包括玻璃。
21.根据权利要求19所述的物品，其中所述载体包括玻璃陶瓷复合材料。
22.根据权利要求19所述的物品，其中所述载体包括陶瓷材料。
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