CN1285971C

CN1285971C - 光刻装置及器件制造方法

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Publication number: CN1285971C
Application number: CNB021574308A
Authority: CN
Inventors: H·H·M·科克斯; F·奥尔; M·W·M·范德维斯特; B·S·H·杨森; D·J·P·A·弗兰肯
Original assignee: ASML Holding NV
Current assignee: ASML Holding NV
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2002-12-19
Publication date: 2006-11-22
Anticipated expiration: 2022-12-19
Also published as: JP2003203860A; EP1321823A3; EP1321823A2; EP1321822A1; TW200411331A; SG120906A1; US20030197914A1; EP1321823B1; JP3813923B2; TWI290664B; DE60233780D1; US6788386B2; KR20030076200A; KR100588119B1; CN1442755A

Abstract

采用反作用体14；54；64和致动器15；55；65来减轻光刻投影装置的投影系统中的光学元件10；50；60的不希望有的振动。反作用体14；54；64可只与光学元件50；60机械地相连，或柔性地固定在投影系统框架11上。

Description

光刻装置及器件制造方法

技术领域

本发明涉及一种光刻投影装置，包括：

-用于提供辐射投影光束的辐射系统；

-用于支撑图案形成装置的支撑结构，图案形成装置用于根据所需图案来使投影光束形成图案；

-用于固定衬底的衬底台；和

-用于将形成了图案的光束投影到衬底的目标部分上的投影系统。

背景技术

这里所用的用语“图案形成装置”应被广义地解释为可用于使入射辐射光束具有一定图案的横截面的装置，此图案与将在衬底的目标部分中产生的图案相对应；用语“光阀”也可用于此上下文中。一般来说，所述图案对应于将在目标部分中形成的器件如集成电路或其它器件(见下文)中的某一特定功能层。这种图案形成装置的示例包括：

-掩模。掩模的概念在光刻技术中是众所周知的，其包括多种掩模类型，例如二元型、交变相移型、衰减相移型，以及各种混合掩模类型。将这种掩模放入辐射光束中会导致辐射的选择性透射(在透射掩模的情况下)或反射(在反射掩模的情况下)光束根据掩模上的图案而照射在掩模上。在采用掩模的情况下，支撑结构通常为掩模台，其保证可将掩模固定在入射辐射光束内的所需位置上，并且如有需要可使掩模相对于光束运动。

-可编程的镜阵列。这种装置的一个示例是具有粘弹性控制层和反射面的矩阵寻址的表面。此装置的基本原理是(例如)反射面的可寻址区域将入射光反射为衍射光，而非寻址区域将入射光反射为非衍射光。采用合适的滤光器可从反射光束中过滤出所述非衍射光，只留下衍射光；这样，光束根据矩阵寻址的表面的寻址图案而形成图案。可编程的镜阵列的另一实施例采用微型镜的矩阵设置，通过施加合适的局部电场或通过采用压电致动装置可使各微型镜围绕某一轴线分别地倾斜。另外，这些镜子是矩阵寻址的，使得寻址镜将以不同于非寻址镜的方向反射所入射的辐射光束；这样，反射光束根据矩阵寻址镜的寻址图案而形成图案。可利用合适的电子装置进行所需的矩阵寻址。在上述两种情况中，图案形成装置可包括一个或多个可编程的镜阵列。关于这里所涉及的镜阵列的更多信息例如可从美国专利US 5296891、US 5523193和PCT专利申请WO98/38597和WO 98/33096中收集到，这些专利通过引用结合于本文中。在采用可编程的镜阵列的情况下，所述支撑结构例如可为框架或台，其可根据要求为固定的或可动的。

-可编程的LCD阵列。在美国专利US 5229872中给出了这种结构的一个示例，此专利通过引用结合于本文中。如上所述，在这种情况下支撑结构例如可为框架或台，其可根据要求为固定的或可动的。

为简便起见，本文的余下部分在某些位置具体地集中到包括掩模和掩模台的示例上；然而，在这些示例中讨论的基本原理应在上述图案形成装置的更广泛的上下文中进行理解。

光刻投影装置例如可用于集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，图案形成装置可产生与IC的单个层相对应的电路图案，而且此图案可成像于已涂覆有一层辐射敏感材料(抗蚀膜)的衬底(硅晶片)上的目标部分(例如包括一个或多个管心)上。通常来说，单个晶片包含相邻目标部分的整个网格，所述相邻目标部分通过投影系统一次一个地连续地被照射。在现有装置中，在采用掩模台上的掩模来形成图案时，在两种不同类型的机器之间会存在差异。在一种光刻投影装置中，通过将整个掩模图案一次性地曝光在目标部分上来照射各目标部分；这种装置通常称为晶片分档器。在通常称为步进-扫描装置的另一种装置中，通过沿给定的基准方向(“扫描”方向)在投影光束下渐进地扫描掩模图案并以平行于或反向平行于此方向的方向同步地扫描衬底台来照射各目标部分；通常来说，由于投影系统具有一个放大系数M(通常小于1)，因此衬底台被扫描的速率V为掩模台被扫描的速率的M倍。关于这里所述的光刻装置的更多信息例如可从专利US 6046792中收集到，此专利通过引用结合于本文中。

在采用光刻投影装置的制造过程中，图案(例如掩模中的图案)被成像在至少部分地覆盖有一层辐射敏感材料(抗蚀膜)的衬底上。在此成像步骤之前，可对衬底进行各种工序，例如涂底层、抗蚀膜涂覆和软焙烧。在曝光后可对衬底进行其它工序，例如后曝光焙烧(PEB)、显影、硬焙烧和对所成像的特征进行测量/检查。此工序排列用作使器件例如IC的单个层形成图案的基础。随后可对这种形成了图案的层进行各种工序，例如蚀刻、离子注入(掺杂)、金属化、氧化、化学机械抛光等，所有这些工序均用于完成单个层的加工。如果需要多个层，那么必须对各个新层重复进行整个工序或其变型。最后，在衬底(晶片)上设置器件阵列。随后这些器件通过例如切片或切割技术而相互分开，从而将这些单个的器件安装在与引脚相连的载体等上。关于此工艺的更多信息例如可从下述书籍中得到：“微芯片的制造：半导体加工实用指南”，第三版，Peter van Zant著，McGraw Hill出版公司，1997年，ISBN 0-07-067250-4，其通过引用结合于本文中。

光刻装置可以是具有两个或多个衬底台(和/或两个或多个掩模台)的那种类型。在这种“多级”装置中，可使用并联的附加台，或者可在一个或多个台上进行预备工序而将一个或多个其它的台用于曝光。例如在专利US 5969441和WO 98/40791中介绍了双级光刻装置，这些专利通过引用结合于本文中。

为简便起见，在下文中将投影系统称为“透镜”；然而，此用语应被广义地理解为包括各种类型的投影系统，例如包括折射光学系统、反射光学系统和反折射光学系统。辐射系统也可包括根据任一种这些设计类型来进行操作以对辐射投影光束进行引导、成形和控制的元件，这些元件在下文中统称或单独地称为“透镜”或“投影系统元件”。光刻装置的投影系统、例如上述的投影系统必须以非常高的精度将形成了图案的光束投影到衬底的目标部分上，并且不能将误差如光学象差或位移误差等引入到投影图像中。投影系统中的折射和/或反射元件可能需要被精确地定位，限制每个光学元件的一个或多个(最多六个)自由度(其可包括例如沿三个正交坐标轴的线性位移和围绕此三个轴的旋转位移)。例如在Williamson的专利US 5815310和US 5956192中公开了包括有反射光学元件的投影系统，这两个专利通过引用结合于本文中。

这种投影系统元件的定位精度可受到投影系统和投影系统框架内的振动和其它的位置噪音的影响。位置噪音例如会通过投影系统外部的影响(例如经基体框架和投影光学系统之间的隔振或悬置系统而传递的噪声、残余的地板振动和扫描的反作用力)和内部影响如用于调节投影系统元件的位置的致动器的反作用力而产生。光学元件可直接安装在投影系统的公用框架上，或者可安装在固定于公用框架上的子框架上。另外，上述设想还可应用于辐射系统和安装在其中的光学元件上。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种装置，其可减轻投影或辐射系统内任何干扰力和/或位移对安装在其中的各个投影或辐射系统元件的影响。

根据如开篇段落所述的光刻装置的本发明，可实现此目的和其它目的，即提出一种光刻投影装置，包括：用于提供辐射投影光束的辐射系统；用于支撑图案形成装置的支撑结构，所述图案形成装置用于根据所需图案来使所述投影光束形成图案；用于固定衬底的衬底台；用于将所述形成了图案的光束投影到所述衬底的目标部分上的投影系统，所述光刻装置特征在于，至少一个所述投影和辐射系统包括至少一个通过致动器与反作用体相连的光学元件，所述反作用体可在至少一个自由度上运动，采用由反作用体与光学元件之间的致动器所施加的力来控制光学元件在一个或多个自由度上的位置。

因此，本发明可提供一种可对光学(投影或辐射)系统中的(透射和反射)光学元件进行次纳米级的位置控制的装置。这是通过对光学元件相对于光学系统框架的相对位置进行一个或多个(最多六个)自由度的位置控制来实现的。用于投影系统或辐射系统中的光学元件的显著提高的位置精度可相应地提高成像质量。

在本发明的此方面的一个优选实施例中，反作用体柔性地安装到装置的框架如投影系统的框架上，采用由反作用体和光学元件之间的致动器所施加的力的反作用力来使光学元件移动到所需位置。这就防止了在调节光学元件的位置时因致动器所引起的振动传递到装置的其余部分，并因此传递到其它光学元件上。此外，它还可以防止投影系统或辐射系统中的振动，例如可防止由投影或辐射系统外部的振源所引起的振动传递到光学元件上。

在本发明的此方面的另一优选实施例中，反作用体只与光学元件相连，采用加速度计来检测光学元件的运动。利用来自加速度计的数据，由反作用体与光学元件之间的致动器所施加的力的反作用力可用于减弱光学元件的运动。由于可以减小光学元件中的任何剩余振动，因此这一点是有利的。

所述光刻投影装置还包括将所述反作用体连接在所述光刻投影装置的框架上的弹性件。

所述框架是所述投影系统的框架。

所述框架是所述光刻投影装置的底座的一部分。

所述光刻投影装置还包括用于确定所述光学元件的位置的传感装置，其中所述致动器可响应于所述传感装置而将所述光学元件调节到所需位置。

所述光学元件与多个致动器相连，各所述致动器与各自的反作用体相连。

所述光学元件与多个用于在不同方向上施加力的致动器相连，所述致动器与在相应方向上可移动的一个反作用体相连。

所述光刻投影装置包括多个光学元件，各所述光学元件带有一个或多个致动器，所述多个光学元件的致动器与一个反作用体相连。

所述光学元件具有可动控制的光学表面，所述可动控制光学表面具有由多个传感器和致动器形成的多个局部位置控制回路，用于修正局部的反射镜缺陷。

所述反作用体只与所述光学元件机械地相连。

所述光刻投影装置还包括用于检测所述光学元件的运动的传感装置，所述致动器可响应于所述传感装置而调节所述光学元件的位置，从而可减小所述光学元件的运动。

所述投影系统还包括：通过第二致动器与所述光学元件相连的第二反作用体；和采用由所述第二反作用体与所述光学元件之间的所述第二致动器所施加的力的反作用力来调节所述光学元件的位置；其中所述第二反作用体只与所述光学元件机械地相连。

所述光刻投影装置还包括用于检测所述光学元件的运动的第二传感装置，所述致动器可响应于所述传感装置而调节所述光学元件的位置，从而可减小所述光学元件的运动。

所述致动器是洛伦兹力电动机。所述致动器是压电致动器。

根据本发明的另一方面，提供了一种器件制造方法，包括步骤：

-提供至少部分地覆盖有一层辐射敏感材料的衬底；

-提供采用辐射系统的辐射投影光束；

-利用图案形成装置使投影光束具有一定图案的横截面；

-采用投影系统将形成了图案的辐射光束投影到辐射敏感材料层的目标部分上，

其特征在于：

-在至少一个投影和辐射系统中的可在至少一个自由度上可运动的反作用体与光学元件之间连接了致动器；以及

-采用由反作用体与光学元件之间的致动器所施加的力来控制光学元件的位置。

虽然在本文中将通过具体地参考IC制造来对本发明进行介绍，但应清楚地理解，这种装置还具有许多其它的可能应用。例如，它可被用于集成光学系统、用于磁畴存储器的引导和检测图案、液晶显示面板、薄膜磁头等的制造中，本领域的技术人员可以理解，在这种替代性应用的上下文中，在这里使用的任何用语：“分划线”、“晶片”或“管心”可分别由更通用的用语“掩模”、“衬底”和“目标区域”来代替。

在现有文献中，用语“辐射”和“光束”用于包括任何类型的电磁辐射，包括紫外线辐射(例如被长为365、248、193、157或126纳米)和远紫外线(EUV)辐射(具有5-20纳米范围内的被长)，以及粒子束，例如离子束或电子束。

附图说明

下面将只通过示例并参考所附的示意性附图来介绍本发明的实施例，在附图中：

图1描述了根据本发明第一实施例的光刻投影装置；

图2详细地描述了图1所示装置的投影系统，显示了安装在框架上的三个反射镜；

图3描述了通过子框架和两个单自由度的反作用体安装到投影系统框架上的光学元件；

图4描述了通过两个单自由度的反作用体且没有子框架而安装到投影系统框架上的光学元件；

图5描述了通过子框架和一个双自由度的反作用体安装到投影系统框架上的光学元件；

图6描述了通过作为反作用体的公用框架安装到投影系统框架上的两个光学元件；

图7描述了通过子框架和两个单自由度的反作用体安装到投影系统框架上的带有可动控制表面的光学元件；

图8描述了用在本发明第二实施例中的用于将投影系统元件安装到投影系统框架上的固定结构；

图9描述了图3所示固定结构的一种变型；

在附图中相应的标号表示相应的元件。

具体实施方式

实施例1

图1示意性地描述了根据本发明的一个特定实施例的光刻投影装置。所述装置包括：

·用于提供辐射(例如EUV辐射)的投影光束PB的辐射系统Ex，IL，在此特定情况下其还包括辐射源LA；

·设有用于固定掩模MA(如分划板)的掩模固定器的第一载物台(掩模台)MT，其与用于将掩模相对于物体PL精确定位的第一定位装置PM相连；

·设有用于固定衬底W(如涂覆有抗蚀膜的硅晶片)的衬底固定器的第二载物台(衬底台)WT，其与用于将衬底相对于物体PL精确定位的第二定位装置PW相连；

·用于在衬底W的目标部分C(例如包括一个或多个管心)上对掩模MA的被照亮部分进行成像的投影系统(“透镜”)PL(例如一组镜子)。

如这里所述，此装置为反射型(即具有反射掩模)。然而通常来说，它也可以是透射型(带有透射掩模)。或者，此装置可以采用另一种图案形成装置，例如上述的可编程的镜阵列。

源LA(例如放电等离子源或激光致等离子源)产生辐射光束。此光束直接地或在横穿调节装置如射束扩展器Ex后被馈送给照明系统(照明器)IL。照明器IL可包括用于设定光束强度分布的外部和/或内部径向范围(通常分别称为σ-外部和σ-内部)的调节装置AM。此外，它通常还包括各种其它的元件，例如积分器IN和聚光器CO。这样，照射在掩模MA上的光束PB在其横截面上具有所需的均匀性和强度分布。

在图1中应注意到，源LA可位于光刻投影装置的外壳内(例如当源LA为水银灯时通常是这样)，但也可远离光刻投影装置，源LA所产生的辐射光束被引入该装置中(例如借助于合适的导向镜)；当源LA为准分子激光器时通常为后一种情形。本发明和权利要求包括所有这些情形。

光束PB随后与固定在掩模台MT上的掩模MA相交。在被掩模MA选择性地反射后，光束PB通过透镜PL，透镜PL将光束PB聚焦在衬底W的目标部分C上。借助于第二定位装置(以及干涉测量仪IF)，衬底台WT可精确地移动，例如使不同的目标部分C定位在光束PB的路径中。类似地，可用第一定位装置相对于光束PB的路径对掩模MA进行精确的定位，例如在将掩模MA从掩模库中机械式地重新取出之后或者在扫描过程中。通常来说，借助于图1中未明确描述的长行程模块(粗略定位)和短行程模块(精确定位)，可实现载物台MT，WT的移动。然而，在采用晶片分档器的情况下(与步进-扫描装置相反)，掩模台MT可只与短行程致动器相连，或被固定住。

所述装置可用于两种不同的模式中：

1.在步进模式中，掩模台MT保持基本上静止，整个掩模图案被一次性投影(即单次“闪光”)到目标部分C上。然后沿x和/或y方向移动衬底台WT，使得光束PB可照射不同的目标部分C。

2.在扫描模式中，除了给定的目标部分C没有在单次“闪光”中曝光之外，基本上采用相同的方案。作为替代，掩模台MT以速度v沿给定方向(所谓的“扫描方向”，例如y方向)移动，从而使投影光束PB可在掩模图像上扫描；同时，衬底台WT以速度V＝Mv沿相同或相反的方向同时移动，其中M为透镜PL的放大系数(典型地，M＝1/4或1/5)。这样，可以对较大的目标部分C进行曝光，并且不会降低分辨率。

作为示例，投影系统在图2中显示为安装在一个光学系统框架上的三个反射式光学元件。在一个装置中，投影系统可包括多个例如四个或六个反射镜，其均以图2所示的方式安装。光学元件(在这种情况下为反射镜)M1，M2，M3通过各个定位系统安装到框架17上，这些定位系统最好能在六个自由度上对镜子进行精确的定位。为实现次纳米级的定位精度，用于控制各光学元件的位置回路必须具有较高的伺服系统带宽，此带宽受到伺服回路中机械本征频率的物理性限制。光学元件自身比较紧凑，并具有比较简单的机械结构，因此可以较高的内部机械本征频率(例如＞1000Hz)来设计光学元件的动力学特性。然而，光学系统框架17可包含多个光学元件，其通常比较大，因此无法具有较高的内部机械本征频率(＜＜1000Hz)。

致动器15驱动光学元件10并激发其内部运动。直接作用在光学系统框架17和/或子框架11上的相应的反作用(控制)力会激发光学子框架11和光学系统框架17的内部运动。由于伺服系统13所测量的元件位置是光学元件相对于光学系统(子)框架的位置，因此这个位置测量包括光学元件10的运动以及光学子框架11(如果存在的话)和光学系统框架17的运动。光学系统框架(由连接部分18象征性地表示)的运动会对可达到的伺服系统带宽并因此对镜子的定位精度形成严重的限制。

根据本发明，通过在反作用(控制)力和光学子框架11(如图3所示)或光学系统框架17(如图3所示)之间引入反作用体14，可从伺服回路中去除光学框架的可能会造成困难的运动。利用此设置，反作用体14(和柔性件16)的本征频率(典型地为5-20Hz)形成了用于将反作用力传递到光学系统框架上的机械式低通滤被器。频率低于反作用体的本征频率的反作用力直接传递到光学系统框架上。然而，高于此频率的所有反作用力都被低通滤被掉了(衰减值＝-40分贝/十年)，并可激发光学系统的运动。对控制稳定性的影响在于伺服回路不包含光学系统框架和子框架的运动。因此，伺服回路可具有非常高的带宽，这是因为它只包含光学元件的高频运动和一些不会对控制稳定性造成问题的反作用体的低频运动(典型地在约10Hz)的较小影响。因此，尽管存在光学系统框架的低频率运动，然而仍可实现较高的伺服系统带宽和由此而带来的高定位精度。

在图3和图4中更详细地显示了另外两种用于固定光学元件的设置。

图3描述了用于投影系统元件10例如镜子的固定结构，其通过子框架11将元件10固定在投影系统PL内的投影系统框架17上。所示的示意性系统可在两个自由度上调节镜子的位置：第一方向(图2所示的垂直方向)上的线性位移和绕第二方向(垂直于图2的平面)的旋转位移，因而此系统具有两个自由度。对于各个镜子来说通常要求更多的自由度，最多可达六个自由度(三个平移自由度和三个旋转自由度)。那些未在图2中示出的自由度可通过适当的修改以相应的方式来实现。

投影系统元件10可由重力补偿器12支撑，其例如可以是如图3所示或基于气动原理的机械弹簧、永久磁铁或其它合适的装置。重力补偿器的作用是克服重力并支撑投影系统元件，减小由用于定位投影系统元件10的致动器15所施加的力，并因此减小致动器15的功率耗散。如果垂直电动机的冷却足够好，则不需要附加的重力补偿器，并且重力可由电动机的作用力来补偿。定位致动器15最好是洛伦兹力电动机。致动器15克服反作用体14进行操作，反作用体14通过具有较低悬置频率的弹簧16(或其它弹性装置)柔性地安装在投影系统框架11上。反作用体悬置的共振频率最好通常在0到100Hz的范围内，例如为10Hz左右。这种固定结构可称为软固定结构。反作用体包括磁铁，或最好是洛伦兹力电动机的电动机线圈，从而使热源远离光学元件。关于洛伦兹力电动机和重力补偿器的更多背景知识例如公开于专利EP 1001512A中，此专利通过引用结合于本文中。

采用位置传感器13来测量投影系统元件10相对于子框架11或直接相对于投影系统框架17的位置。根据控制系统的要求，位置传感器可用于确定投影系统元件的相对位移、速度和加速度。

通常来说，定位光学元件10所需的力是较小的，这是因为(隔振的)投影系统框架17的运动较小。然而，由电动机的反控制力本身引起的投影系统框架17的激励可使闭环控制的光学元件产生严重的稳定性问题。采用反作用体14可防止洛伦兹力电动机15的反作用力干扰安装在投影系统框架17上的子框架11。在如图4所示的另一结构中省略了子框架11，柔性件16、重力补偿器12和传感器13安装在投影系统框架17上。

实际上，将反作用体14安装在投影系统框架上的柔性件16对洛伦兹力电动机的反作用力进行过滤，滤去了频率高于反作用体的本征频率的反作用力。此本征频率取决于反作用体14的质量和软固定件16的刚性。反作用力滤被又降低了可传递到各元件10自身中和与投影系统框架17相连的其它投影系统元件中的子框架11内的位置噪音的量。实际上，内部投影系统的运动对投影系统元件的位置控制回路而言是不可见的。结果是可以极大地提高用于投影系统元件的控制系统的控制稳定性，特别是在较高频率下(即，极大地减少了致动器的反作用力到形成位置测量所用基准的投影系统框架的返回路径)。因此，控制回路可设计成具有非常高的在100到1000Hz范围内的位置带宽，例如约为300Hz。这又意味着可极大地提高位置精度。因此，投影系统元件可定位到约0.1nm以下的精度。这样，当激发投影系统元件时不会影响投影系统的内部运动。在柔性地安装的反作用体的本征频率之上，投影系统元件无法激发投影系统的运动；投影系统不会检测到“动态质量”。

最好通过可包括并可能结合有速度和位置回路的一个或多个控制回路来实现对投影系统元件的控制。

在投影系统元件是以上述方式在超过一个自由度上进行定位的情况下，与各致动器一起使用的反作用体可以是独立的(如图3和4所示)，或者可以是相连的以形成一个或多个组合的反作用体14a，如图5所示。此外，几个或所有光学元件的反作用体可组合成一个物体14b，如图6所示。此单个反作用体随后可安装在投影光学框架17或底座BP上。

如图2所示的投影系统框架11可以是投影系统内所有光学元件的公用框架，但也可以是安装了一个或多个光学元件的子框架，所述子框架以某种方式安装在投影系统的公用框架上。由于存在反作用体，一个光学元件的位置回路不会受到另一个光学元件的位置控制回路的反作用力的干扰。通常来说，投影系统的公用框架可安装在光刻装置的一个框架上，此框架相对于装置的底座来说是隔振的，从而构成了一个隔开的基准框架。投影光学框架可柔性地安装在此基准框架上，如欧洲专利申请02254863.0中所述。

图2显示了安装在光学元件10与框架11之间的重力补偿器12。在另一实施例中，此重力补偿器12可安装在反作用体14与光学元件10之间，然而这样做效率较低。然而也可以省略重力补偿器。不在垂直方向起作用的致动器不会承受光学元件10的重力，因此完全不需要重力补偿器。任何重力补偿力应设置成与垂直控制力成一直线地作用，以使可造成光学表面产生变形的弯矩最小。

理想的单自由度的反作用体具有正好与反作用力(典型地为2-20Hz)的方向成一直线的软刚性。未对准会导致光学系统框架被不希望地激发。如果其它自由度具有“中等软性”的悬置本征频率，那么反作用体对反作用力的未对准来说是比较不敏感的。通常来说，这个“中等刚性”比“软”方向(典型地为10-50Hz)中的高5至10倍。

在第一实施例的另一变型中，反作用体14没有柔性地安装在投影系统的框架上，而是安装在光刻装置的另一框架上，例如底座BP或安装有投影系统的公用框架的隔离开的基准框架。

在图7中显示了第一实施例的另一变型。此变型包含可调节镜面缺陷的可动镜面。将薄且轻(例如质量为0.1kg)的反射镜面21放在厚的镜支撑结构10(例如质量为1到10或30kg)的顶部，并将多个(例如从9到64)个小致动器22、多个传感器24和可能有的多个另外的结构支撑件23置于两者之间。结构支撑件23可包括一系列接点(burl)。

此多个致动器具有非常小的行程(＜10×10^-6m)，并可相对于镜结构来调节镜面的相对位置。致动器可以是气动、压电、静电或磁阻型的。采用多个致动器可使表面产生局部变形，从而修正局部的镜面缺陷。通过带有上述反作用体的洛伦兹力电动机，可以控制较大的六自由度的刚体位置(约10-1000×10^-6m)。

因此多个表面致动器和柔性镜的总质量与镜结构的质量相比较小，可动表面与镜结构的组合体的运动可设计成具有足够高的本征频率，从而实现具有较高的伺服系统带宽(例如250-400Hz)的全部六个自由度和局部表面次纳米级的光学定位。对于精度较低的系统来说，可由其它类型的致动器或弯曲装置来代替带有反作用体的六自由度的洛伦兹力电动机。

带有多个致动器的可动镜面可对局部的镜面缺陷进行实时修正，从而形成晶片级的较少污点和变形的图像。

实施例2

本发明的第二实施例与第一实施例类似，但在用于投影系统元件的固定结构的设置上是不同的，这一点如图8所示。在这种情况下，反作用体54用于“吸收”投影系统元件50的振动。投影系统元件50通过致动器52(例如洛伦兹力电动机、压电致动器、磁阻致动器等)和最好加上重力补偿器53而安装在投影系统的一部分例如投影系统框架51上。反作用体54通过致动器55连接在投影系统元件50上，但并不直接与投影系统相连(然而，如果反作用体是致动器的线圈，那么它可出于提供动力和冷却的用途而直接与投影系统相连)。

通过适当地控制致动器55，可使投影系统元件的任何不需要的振动得到衰减。为了检测投影系统元件的振动，第二反作用体56通过传感器57例如压电传感器或磁阻传感器连接在投影系统元件50上，从而形成加速度计。如图8所示，采用两个传感器57和两个致动器55可允许对线性的第一方向上(如图8所示的垂直方向)和围绕正交于第一方向的第二方向的旋转方向上(围绕正交于图8的平面的轴)的振动进行测量并使其衰减。

应当理解，上述设置可适用于柔性地安装的光学元件和刚性地安装、如具有400Hz或更高的本征频率的光学元件的阻尼振动。

图9显示了如图8所示的投影系统元件的固定结构的另一实施例。如前所述，投影系统元件60例如通过致动器62和重力补偿器63而安装在投影系统框架61上。反作用体64与投影系统元件相连以使不需要的振动衰减。在这种情况下，传感器67和致动器65叠在一起并使用一个公用的反作用体64。在此设置中，致动器65最好是压电致动器，传感器67最好是压电传感器。位于反作用体64与致动器65之间的传感器67检测投影系统元件60的振动。随后采用致动器65来校正投影系统元件的运动，从而减少不需要的振动。如图8中所示的设置，可采用一对传感器和致动器来使旋转振动和线性振动衰减。

虽然在图8或图9中未示出，然而通常需要在六个自由度上控制投影系统元件的振动。可采用进行了适当改进的反作用体、传感器和致动器的组合控制未示出的自由度。在适当的时候可将所使用的反作用体和/或所使用的用于传感器的反作用体组合起来，形成一个或多个组合体。

虽然为了简便起见未在任何图中表示过，然而可将第一和第二实施例组合在一起，以减轻在投影系统框架与投影系统元件之间的传递的振动(采用如图3或图4所示的设置)，并使确实存在于投影系统元件中的任何振动得到衰减(采用如图8和图9所示的设置)。

另外，在图中相当概括性地显示了投影系统元件10，50和60。它们可包括折射式和反射式光学元件，也可包括其它类型的光学元件例如衍射式元件。

尽管如上所述对本发明的特定实施例进行了介绍，然而应该理解，本发明除上述之外还具有其它的应用。此说明书并不意味限制了本发明。

Claims

1.一种光刻投影装置，包括：

-用于提供辐射投影光束的辐射系统；

-用于支撑图案形成装置的支撑结构，所述图案形成装置用于根据所需图案来使所述投影光束形成图案；

-用于固定衬底的衬底台；

-用于将所述形成了图案的光束投影到所述衬底的目标部分上的投影系统，

其特征在于，至少一个所述投影和辐射系统包括至少一个通过致动器与反作用体相连的光学元件，所述反作用体可在至少一个自由度上运动，采用由所述反作用体与所述光学元件之间的所述致动器所施加的力来控制所述光学元件在一个或多个自由度上的位置。

2.根据权利要求1所述的光刻投影装置，其特征在于，所述光刻投影装置还包括将所述反作用体连接在所述光刻投影装置的框架上的弹性件。

3.根据权利要求2所述的光刻投影装置，其特征在于，所述框架是所述投影系统的框架。

4.根据权利要求2所述的光刻投影装置，其特征在于，所述框架是所述光刻投影装置的底座的一部分。

5.根据权利要求1到4中任一项所述的光刻投影装置，其特征在于，所述光刻投影装置还包括用于确定所述光学元件的位置的传感装置，其中所述致动器可响应于所述传感装置而将所述光学元件调节到所需位置。

6.根据权利要求1到4中任一项所述的光刻投影装置，其特征在于，所述光学元件与多个致动器相连，各所述致动器与各自的反作用体相连。

7.根据权利要求1到4中任一项所述的光刻投影装置，其特征在于，所述光学元件与多个用于在不同方向上施加力的致动器相连，所述致动器与在相应方向上可移动的一个反作用体相连。

8.根据权利要求1到4中任一项所述的光刻投影装置，其特征在于，所述光刻投影装置包括多个光学元件，各所述光学元件带有一个或多个致动器，所述多个光学元件的致动器与一个反作用体相连。

9.根据权利要求1到4中任一项所述的光刻投影装置，其特征在于，所述光学元件具有可动控制的光学表面，所述可动控制光学表面具有由多个传感器和致动器形成的多个局部位置控制回路，用于修正局部的反射镜缺陷。

10.根据权利要求1所述的光刻投影装置，其特征在于，所述反作用体只与所述光学元件机械地相连。

11.根据权利要求10所述的光刻投影装置，其特征在于，所述光刻投影装置还包括用于检测所述光学元件的运动的传感装置，所述致动器可响应于所述传感装置而调节所述光学元件的位置，从而可减小所述光学元件的运动。

12.根据权利要求2到4中任一项所述的光刻投影装置，其特征在于，所述投影系统还包括：

-通过第二致动器与所述光学元件相连的第二反作用体；和

-采用由所述第二反作用体与所述光学元件之间的所述第二致动器所施加的力的反作用力来调节所述光学元件的位置；和

其中，所述第二反作用体只与所述光学元件机械地相连。

13.根据权利要求12所述的光刻投影装置，其特征在于，所述光刻投影装置还包括用于检测所述光学元件的运动的第二传感装置，所述致动器可响应于所述传感装置而调节所述光学元件的位置，从而可减小所述光学元件的运动。

14.根据权利要求1到4、10-11中任一项所述的光刻投影装置，其特征在于，所述致动器是洛伦兹力电动机。

15.根据权利要求1到4、10-11中任一项所述的光刻投影装置，其特征在于，所述致动器是压电致动器。

16.一种器件制造方法，包括步骤：

-提供至少部分地覆盖有一层辐射敏感材料的衬底；

-提供采用辐射系统的辐射投影光束；

-利用图案形成装置使所述投影光束具有一定图案的横截面；

-采用投影系统将所述形成了图案的辐射光束投影到所述辐射敏感材料层的目标部分上，

其特征在于，

-在至少一个所述投影和辐射系统中的可在至少一个自由度上运动的反作用体与光学元件之间连接了致动器；以及

-采用由所述反作用体与所述光学元件之间的所述致动器所施加的力来控制所述光学元件的位置。