TW202336535A - 微影裝置平台耦合 - Google Patents
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Abstract
本發明揭示一種具有一可變硬度之耦合件。該耦合件包含:
一可變形組件及一支撐件,其相對於彼此可移動地配置,其中該可變形組件包含一黏彈性材料,且其中該支撐件具有一凹座,該凹座經組態以收納該可變形組件,
其中當在使用中一力施加至該可變形組件時,該可變形組件經組態為以體積變形而變形,且
其中該可變形組件之一形狀及該支撐件之一形狀經組態使得該可變硬度依據該力之一量逐漸增加。
一種平台裝置可包含該耦合件。
Description
本發明係關於一種耦合件、一種包含此耦合件及一微影裝置的平台裝置、一種度量衡裝置及一種檢測裝置。
微影裝置為經建構以將所要之圖案施加至基板上之機器。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)之製造中。微影裝置可例如將圖案化器件(例如,遮罩)之圖案(亦常常稱作「設計佈局」或「設計」)投影至設置於基板(例如,晶圓)上之一輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。
隨著半導體製造製程持續進步,幾十年來,電路元件之尺寸已繼續減小,而每器件的諸如電晶體之功能元件之量已穩固地增加,此情形遵循通常稱為「莫耳定律(Moore's law)」之趨勢。為了跟上莫耳定律,半導體行業正追逐使得能夠產生愈來愈小特徵的技術。為了將圖案投影於基板上,微影裝置可使用電磁輻射。此輻射之波長判定圖案化於基板上之特徵的最小大小。當前在使用中之典型波長為365 nm (i線)、248 nm、193 nm及13.5 nm。相比於使用例如具有193 nm之波長之輻射的微影裝置,使用具有在4 nm至20 nm之範圍內之波長(例如,6.7 nm或13.5 nm)之極紫外線(EUV)輻射的微影裝置可用以在基板上形成較小特徵。
諸如微影裝置之基板平台或遮罩平台的平台可利用長衝程、短衝程致動器組態,藉此長衝程致動器在長的移動範圍上提供粗略定位,而短衝程致動器提供短移動範圍上的準確定位。
對於短衝程致動器,所要的是達成與高頻寬組合之高準確性致動。舉例而言,設想到使用壓電致動器。然而,壓電致動器可顯現高硬度,此情形可導致諸如振動、衝擊等之干擾經由壓電致動器自長衝程平台至短衝程平台位置的高的可傳輸性。硬度及干擾之所得可傳輸性對疊對效能可具有顯著退化效應。
考慮以上內容,本發明之一目標為提供一種具有高疊對效能的微影裝置。
根據本發明之實施例,提供一種具有一可變硬度之耦合件,該耦合件包含:
一可變形組件及一支撐件,其相對於彼此可移動地配置,其中該可變形組件包含一黏彈性材料,且其中該支撐件具有一凹座,該凹座經組態以收納該可變形組件,
其中當在使用中一力施加至該可變形組件時,該可變形組件經組態為以體積變形而變形,且
其中該可變形組件之一形狀及該支撐件之一形狀經組態使得該可變硬度依據該力之一量逐漸增加
根據本發明之另一實施例,提供一種平台裝置,其包含:
一台,其經組態以支撐一物件,
一中間本體,
一短衝程致動器,其配置於該台與該中間本體之間,且經組態以相對於該中間本體致動該台,
一托架,
長衝程致動器,其經組態以致動該托架,
一耦合件,其經組態以依據施加至該耦合件之一力使該耦合件之硬度在一低硬度與一高硬度之間發生變化,該耦合件經組態以相對於該托架支撐該中間本體。
根據本發明之另一實施例,提供一種平台裝置,其包含:
一台,其經組態以支撐一物件,
一中間本體,
一短衝程致動器,其配置於該台與該中間本體之間,且經組態以相對於該中間本體致動該台,
一托架,
長衝程致動器,其經組態以致動該托架,及
根據本發明之一耦合件,該耦合件經組態以相對於該托架支撐該中間本體。
根據本發明之又一實施例,提供一種微影裝置,該微影裝置包含根據本發明的一平台裝置。
根據本發明之又一實施例,提供一種度量衡裝置,該度量衡裝置包含根據本發明的一平台裝置。
根據本發明之又一實施例,提供一種檢測裝置,該檢測裝置包含根據本發明的一平台裝置。
在本發明文件中,術語「輻射」及「光束」用以涵蓋所有類型之電磁輻射,包括紫外線輻射(例如,具有365 nm、248 nm、193 nm、157 nm或126 nm之波長)及極紫外線輻射(例如具有在約5至100 nm之範圍內之波長的EUV)。
如本文中所採用之術語「倍縮光罩」、「遮罩」或「圖案化器件」可廣泛地解釋為係指可用以向入射輻射光束賦予圖案化橫截面之通用圖案化器件,該圖案化橫截面對應於待在基板之目標部分中產生之圖案。在此上下文中,亦可使用術語「光閥」。除經典遮罩(透射或反射;二元、相移、混合式等)以外,其他此類圖案化器件之實例亦包括可程式化鏡面陣列及可程式化LCD陣列。
圖1示意性地描繪微影裝置LA。微影裝置LA包括:照明系統(亦稱為照明器) IL,其經組態以調節輻射光束B (例如UV輻射、DUV輻射或EUV輻射);遮罩支撐件(例如,遮罩台) MT,其經建構以支撐圖案化器件(例如,遮罩) MA且連接至經組態以根據某些參數來準確地定位該圖案化器件MA之第一定位器PM;基板支撐件(例如,晶圓台) WT,其經建構以固持基板(例如,抗蝕劑塗佈晶圓) W且連接至經組態以根據某些參數來準確地定位該基板支撐件之第二定位器PW;及投影系統(例如,折射投影透鏡系統) PS,其經組態以將由圖案化器件MA賦予至輻射光束B之圖案投影至基板W之目標部分C (例如,包含一或多個晶粒)上。
在操作中,照射系統IL例如經由光束遞送系統BD自輻射源SO接收輻射光束。照明系統IL可包括用於導向、塑形及/或控制輻射的各種類型之光學組件,諸如折射、反射、磁性、電磁、靜電及/或其他類型之光學組件,或其任何組合。照射器IL可用以調節輻射光束B,以在圖案化器件MA之平面處在其橫截面中具有所要空間及角強度分佈。
本文中所使用之術語「投影系統」PS應被廣泛地解釋為涵蓋適於所使用之曝光輻射及/或適於諸如浸潤液體之使用或真空之使用之其他因素的各種類型之投影系統,包括折射、反射、反射折射、合成、磁性、電磁及/或靜電光學系統或其任何組合。可認為本文中對術語「投影透鏡」之任何使用與更一般之術語「投影系統」PS同義。
微影裝置LA可屬於一種類型,其中基板的至少一部分可由具有相對高折射率之例如水的液體覆蓋,以便填充投影系統PS與基板W之間的空間--此亦稱為浸潤微影。在以引用方式併入本文中之US6952253中給出關於浸潤技術之更多資訊。
微影裝置LA亦可屬於具有兩個或兩個以上基板支撐件WT (又名「雙平台」)之類型。在此「多平台」機器中,可並行地使用基板支撐件WT,及/或可對位於基板支撐件WT中之一者上的基板W進行準備基板W之後續曝光的步驟,同時將另一基板支撐件WT上之另一基板W用於在另一基板W上曝光圖案。
除了基板支撐件WT以外,微影裝置LA亦可包含一量測平台。量測平台經配置以固持感測器及/或清潔器件。感測器可經配置以量測投影系統PS之特性或輻射光束B之特性。量測平台可固持多個傳感器。清潔器件可經配置以清潔微影裝置之部分,例如,投影系統PS之部分或提供浸潤液體之系統的部分。量測平台可在基板支撐件WT遠離投影系統PS時在投影系統PS之下移動。
在操作中,輻射光束B入射於被固持於遮罩支撐件MT上之圖案化器件(例如,遮罩) MA上,且藉由存在於圖案化器件MA上之圖案(設計佈局)而圖案化。在已橫穿圖案化器件MA的情況下,輻射光束B穿過投影系統PS,該投影系統將該光束聚焦至基板W之目標部分C上。藉助於第二定位器PW及位置量測系統IF,可準確地移動基板支撐件WT,例如以便在聚焦且對準之位置處在輻射光束B之路徑中定位不同目標部分C。類似地,第一定位器PM及可能另一位置感測器(其未在圖1中明確地描繪)可用以相對於輻射光束B之路徑來準確地定位圖案化器件MA。可使用遮罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化器件MA與基板W。儘管如所說明之基板對準標記P1、P2佔據專用目標部分,但其可位於目標部分之間的空間中。在基板對準標記P1、P2位於目標部分C之間時,此等基板對準標記稱為切割道對準標記。
為闡明本發明,使用笛卡爾座標系。笛卡爾座標系具有三個軸,亦即x軸、y軸及z軸。三個軸中之每一者與其他兩個軸正交。圍繞x軸之旋轉稱為Rx旋轉。圍繞y軸之旋轉稱為Ry旋轉。圍繞z軸之旋轉稱作Rz旋轉。x軸及y軸定義水平平面,而z軸處於豎直方向上。笛卡爾座標系不限制本發明且僅用於闡明。實際上,另一座標系,諸如圓柱形座標系可用於闡明本發明。笛卡爾座標系之定向可不同,例如,使得z軸具有沿著水平平面之分量。
圖2展示圖1之微影裝置LA之一部分的更詳細視圖。微影裝置LA可具備基座框架BF、平衡塊BM、度量衡框架MF及振動隔離系統IS。度量衡框架MF支撐投影系統PS。另外,度量衡框架MF可支撐位置量測系統PMS之部分。度量衡框架MF係由基座框架BF經由振動隔離系統IS支撐。隔振系統IS經配置以防止或減小自基座框架BF傳播至度量衡框架MF的振動。
第二定位器PW經配置以藉由在基板支撐件WT與平衡塊BM之間提供驅動力來加速基板支撐件WT。驅動力使基板支撐件WT在所要方向上加速。由於動量守恆,驅動力亦以相等的大小施加至平衡塊BM上,但方向與所要方向相反。通常,平衡塊BM之質量顯著大於第二定位器PW及基板支撐件WT之移動部分之質量。
在一實施例中,第二定位器PW係由平衡塊BM支撐。舉例而言,其中第二定位器PW包含用以使基板支撐件WT懸浮於平衡塊BM上方之平面馬達。在另一實施例中,第二定位器PW係由基座框架BF支撐。舉例而言,其中第二定位器PW包含線性馬達且其中第二定位器PW包含用以使基板支撐件WT懸浮於基座框架BF上方之軸承,如氣體軸承。
位置量測系統PMS可包含任何類型之感測器,該感測器適合於判定基板支撐件WT之位置。位置量測系統PMS可包含任何類型的感測器,該感測器適合於判定遮罩支撐件MT之位置。該感測器可為光學感測器,諸如干涉儀或編碼器。位置量測系統PMS可包含干涉儀及編碼器之組合系統。感測器可為另一類型之感測器,諸如磁感測器、電容式感測器或電感感測器。位置量測系統PMS可判定相對於參考,例如度量衡框架MF或投影系統PS的位置。位置量測系統PMS可藉由量測位置或藉由量測位置之時間導數(諸如速度或加速度)來判定基板台WT及/或遮罩支撐件MT之位置。
位置量測系統PMS可包含編碼器系統。舉例而言,編碼器系統係自特此以引用之方式併入的於2006年9月7日申請之美國專利申請案US2007/0058173A1中已知。編碼器系統包含編碼器頭、光柵及感測器。編碼器系統可接收初級輻射光束及次級輻射光束。初級輻射光束及次級輻射光束兩者源自相同輻射光束,亦即,原始輻射光束。藉由運用光柵來繞射原始輻射光束來產生初級輻射光束及次級輻射光束中之至少一者。若藉由運用光柵繞射原始輻射光束來產生初級輻射光束及次級輻射光束兩者,則初級輻射光束需要具有與次級輻射光束相比不同的繞射階。舉例而言,不同繞射階為例如+1階、-1階、+2階及-2階。編碼器系統將初級輻射光束及次級輻射光束光學地組合成組合之輻射光束。編碼器頭中之感測器判定組合之輻射光束之相位或相位差。感測器基於該相位或相位差而產生信號。該信號表示編碼器頭相對於光柵之位置。編碼器頭及光柵中之一者可配置於基板結構WT上。編碼器頭及光柵中之另一者可配置於度量衡框架MF或基座框架BF上。舉例而言,複數個編碼器頭經配置在度量衡框架MF上,而光柵經配置在基板支撐件WT之頂部表面上。在另一實例中,光柵經配置在基板支撐件WT之底表面上,且編碼器頭經配置在基板支撐件WT下方。
位置量測系統PMS可包含干涉儀系統。干涉儀系統自例如特此以引用之方式併入的1998年7月13日申請的美國專利US6,020,964知曉。干涉儀系統可包含光束分裂器、鏡面、參考鏡面及感測器。輻射光束係由光束分裂器分裂成參考光束及量測光束。量測光束傳播至鏡面,並經鏡面反射回光束分裂器。參考光束傳播至參考鏡面且由參考鏡面反射回至光束分裂器。在光束分裂器處,量測光束及參考光束組合成一組合之輻射光束。該組合之輻射光束入射於感測器上。感測器判定組合輻射光束之一相位或一頻率。感測器基於該相位或該頻率產生一信號。信號表示鏡面之位移。在一實施例中,鏡面連接至基板支撐件WT。可將參考鏡面連接至度量衡框架MF。在一實施例中,藉由一額外光學組件替代光束分裂器將量測光束及參考光束組合成一組合之輻射光束。
第一定位器PM可包含一長衝程模組及一短衝程模組。短衝程模組經配置以在較小移動範圍內以高準確性相對於長衝程模組來移動遮罩支撐件MT。長衝程模組經配置以在大移動範圍內以相對較低的準確性相對於投影系統PS來移動短衝程模組。在長衝程模組及短衝程模組組合的情況下,第一定位器PM能夠在大移動範圍內以高準確性相對於投影系統PS來移動遮罩支撐件MT。類似地,第二定位器PW可包含一長衝程模組及一短衝程模組。短衝程模組經配置以在小移動範圍內以高準確性相對於長衝程模組移動基板支撐件WT。長衝程模組經配置以在大移動範圍內以相對較低的準確性相對於投影系統PS來移動短衝程模組。在長衝程模組與短衝程模組組合的情況下,第二定位器PW能夠在大移動範圍內以高準確性相對於投影系統PS來移動基板支撐件WT。
第一定位器PM及第二定位器PW各自具備一致動器以分別移動遮罩支撐件MT及基板支撐件WT。致動器可為一線性致動器以沿單一軸線(例如,y軸)提供驅動力。可應用多個線性致動器以沿著多個軸線提供驅動力。致動器可為平面致動器以沿多個軸線提供驅動力。舉例而言,平面致動器可經配置以在6個自由度中移動基板支撐件WT。致動器可為包含至少一個線圈及至少一個磁鐵之電磁致動器。致動器經配置以藉由將電流施加至至少一個線圈而相對於至少一個磁鐵移動至少一個線圈。致動器可為一移動磁體型致動器,其具有分別耦接至基板支撐件WT、耦接至遮罩支撐件MT之至少一個磁體。致動器可為一移動線圈型致動器,其具有分別耦接至基板支撐件WT、耦接至遮罩支撐件MT之至少一個線圈。致動器可為一語音線圈致動器、一磁阻致動器、一洛倫茲(Lorentz)致動器或一壓電致動器,或者任何其他適合之致動器。
微影裝置LA包含如圖3中示意性地描繪之一位置控制系統PCS。位置控制系統PCS包含一設定點產生器SP、一前饋控制器FF及一回饋控制器FB。位置控制系統PCS將一驅動信號提供至致動器ACT。致動器ACT可為第一定位器PM或第二定位器PW之致動器。致動器ACT驅動設備(plant) P,其可包含基板支撐件WT或遮罩支撐件MT。設備P之輸出為位置量,諸如位置或速度或加速度。位置量由位置量測系統PMS進行量測。位置量測系統PMS產生信號,其為表示設備P之位置量的位置信號。設定點產生器SP產生信號,該信號為表示設備P之所要位置量之參考信號。舉例而言,參考信號表示基板支撐件WT之所要軌跡。參考信號及位置信號之間的差形成回饋控制器FB之輸入。基於該輸入,回饋控制器FB向致動器ACT提供驅動信號之至少一部分。參考信號可形成前饋控制器FF之輸入。基於該輸入,前饋控制器FF向致動器ACT提供驅動信號之至少一部分。前饋FF可使用關於設備P之動態特徵,諸如質量、硬度、共振模式及固有頻率之資訊。
圖4A描繪配置於支撐板SPP上之可變形組件DC,而圖4B描繪配置於支撐件SP之凹座中的可變形組件。可變形組件可理解為係可變形之組件在於施加至組件上之力向組件提供以變形。可變形組件可包含黏彈性材料,諸如橡膠,或更廣泛而言合成聚合物。
圖4A及圖4B兩者中,力F施加至可變形組件上,該力在本實例中係在豎直方向上。圖4A及圖4B圖示兩個不同模數中可變形組件之黏彈性材料的變形如下。
在圖4A中,可變形組件經啟用以在本實例中在其側面處在軸向拉伸或壓縮下側向變形,從而導致沿著所施加力之方向上所見的軸向變形DEF,及由側向膨脹或收縮引起的側向變形。變形可根據楊氏模數識別為彈性變形。拉伸或壓縮上的楊氏模數或彈性模數為量測固體材料在力縱向施加時之拉伸或壓縮硬度的機械性質。楊氏模數或彈性模數量化為材料之線性彈性區中拉伸/壓縮應力與軸向應變之間的商(比例變形)。
在圖4B中,變形組件在凹座中在所有方向上大體上均一地受到約束,限制條件為,變形DEF將為體積變形,可界定為體積應變上之體積應力的相關模數經識別為體積模數。
對於黏彈性材料而言,可變形材料之按楊氏模數計之硬度與可變形材料之體積模數計之硬度之間的差可為大約例如100至300的量值。詳言之,可變形材料之按楊氏模數計之硬度與可變形材料之按體積模數計之硬度之間的差在0.499之泊松比下可為大約因數167,諸如在黏彈性材料為橡膠時的可為該狀況。相對於諸如描繪於圖4A中之組態中自由軸向變形的情況,諸如在描繪於圖4B中之組態中,黏彈性可變形材料在經受經限界體積變形時可顯現不同硬度。
圖5A及圖5B描繪耦合件之實施例。耦合件包含:包含凹座RC之支撐件SP,及配置於凹座中的可變形組件DC。在本發明實施例中,凹座包含凹座底部RB及自底表面延伸直至凹座之入口的凹座側壁RW。可變形組件抵靠在凹座底部上,可變形組件可經配置以連接至凹座底部。力F可施加至可變形組件,從而將可變形組件推動至凹座中。圖5A描繪初始位置,亦即力F之初始或低值下可變形組件的位置。在初始位置中,可變形組件支撐於凹座底部上,同時可變形組件無凹座側壁,亦即並不抵靠凹座側壁支撐。隨著力F增加,可變形組件變形以由凹座限界。因此,可變形組件支撐於其上的凹座之表面之部分經增加。
可變形組件支撐於其上的凹座之表面之部分增加愈多,可變形組件之變形自根據楊氏模數之自由軸向變形轉變至根據體積模數之限界體積變形愈大。因此,隨著力增加,可變形組件之硬度自與彈力軸向變形(楊氏模數)相關聯的硬度增加至與體積變形(體積模數)相關聯的硬度。
隨著可變形組件由力推動至凹座中,其將至少部分由凹座限界。力之量增加得愈多,則可變形組件將受凹座限界愈多。可變形組件之至少部分限界規定,可變形組件自軸向變形改變至體積變形。受凹座限界的可變形組件之部分愈大,亦即可變形組件之部分抵靠於凹座之表面愈大,則可變形組件自軸向變形愈大地過渡至體積變形,且耦合件之硬度愈高。
為了將力施加於可變形組件上,可提供力分佈結構,諸如在本發明實施例中為力分佈板FDP,該力分佈結構抵靠於可變形組件之背離凹座的一側上(且經設計為並非始終與凹座接觸以避免大的衝擊力)。
耦合件可理解為包含將第一結構機械耦合至第二結構的器件。
耦合件之硬度可界定為耦合件抵抗回應於施加於耦合件上之力改變之變形的程度。
支撐件可包含任何適合材料。大體而言,支撐件之硬度將高於可變形組件的硬度,較佳高於按體積模數計可變形組件的硬度。
黏彈性可定義為當經受變形時展現黏性及彈性特徵兩者的材料之性質。當施加應力時,黏性材料抵抗剪應力且隨著時間以線性方式發生應變。彈性材料在經拉伸時發生應變,且一旦應力被移除就立即返回至其初始狀態。黏彈性材料可具有此等性質中之兩者的元件,且因此可顯現時間相依應變。鑒於彈性通常為在有序固態中鍵沿著結晶平面拉伸的結果,黏性為非晶形材料內原子或分子的擴散之結果。
在如圖5A及圖5B中所描繪的實施例中,凹座朝向凹座底部漸縮,亦即凹座側壁朝向凹座底部漸縮。類似地,可變形組件朝向其底部漸縮,可變形組件支撐於凹座的凹座底部上。因此,如圖5A中所描繪,力的路徑FP1自力分佈結構延伸穿過可變形組件至凹座的凹座底部。相反地,如圖5B中所描繪,在可變形組件經變形且抵靠在凹陷底部以及凹陷側壁之處,力的路徑僅部分或甚至或多或少地自力分佈結構FDP延伸穿過可變形組件至凹座的凹座底部,如由力路徑FP1所指示,且路徑逐漸自力分佈結構FDP延伸至凹座的凹座側壁,如由力路徑FP2所指示。由於自力分佈結構經由可變形組件至凹座側壁的路徑長度相較於自力分佈結構至凹座底部之路徑長度較短,因此通過可變形結構之路徑的有效長度被減小,因此增加硬度,此係由於延伸通過支撐件之路徑的部分遭遇高硬度支撐件。由於通過可變形組件之減小的路徑長度,增加了硬度。此效應可經促進在於,凹座側壁相對於凹座底部之(銳)角經減小,亦即,錐度被增加。歸因於錐度,如在描繪於圖5A中之狀態中所發生的軸向模式與如以描繪於圖5B中之狀態發生的塊體模式之間的上述硬度差可自在100至300之範圍內的因數(如無錐度情況下的狀況)進一步增強達在大約1000至10.000之範圍內的因數。
儘管圖5A及圖5B描繪凹座之漸縮,但凹座可以任何其他方式收斂,例如,凹座可以拋物線形式收斂。凹座之形狀可經形成以增加硬度轉變及/或增加壽命(例如,藉由減低與杯與錐體之間的接觸表面相切之相對運動)。在一實施例中,凹座可根據多項式或對數/指數函數收斂。
圖6描繪平台裝置的示意圖。平台裝置包含經組態以支撐晶圓的晶圓台WT。短衝程致動器SA配置於水台與中間本體IB之間,且經組態以相對於中間本體致動晶圓台,因此相對於中間本體定位晶圓台。平台裝置進一步包含托架CA及經組態以致動托架的長衝程致動器(圖6中未描繪)。短衝程致動器可(例如)包含壓電致動器。壓電致動器使得能夠以小的移動塊體且以高頻寬且藉由對應短的趨穩時間致動晶圓台。然而,歸因於壓電致動器之高本徵硬度,振動及其他干擾經由壓電致動器至晶圓台的傳輸可為高的,此情形可導致包含此類平台裝置之微影裝置的疊對誤差。
根據本發明之實施例,平台裝置包含耦合件CP,如上文參看圖5A及圖5B所描述,耦合件經組態以至少部分係在但不限於平台的長衝程驅動方向相對於托架支撐中間本體。由於耦合件配置於中間本體與托架之間,因此中間本體在耦合件顯現低硬度情況下可隔離振動或其他干擾。另一方面,晶圓台之高的加速度及/或快速趨穩時間可由於耦合件顯現高硬度來達成。由於耦合件沿著中間本體與托架之間的力路徑配置,因此作用於中間本體上的力將導引通過耦合件,從而使得耦合件回應於力使其硬度發生變化。因此,在例如藉由致動長衝程致動器來使晶圓台加速的情況下,隨著力將可變形組件推動至凹座中,力可經由耦合件自托架傳送至中間本體上,作用於耦合件上的力因此影響耦合件之硬度以增加耦合件的硬度。耦合件之硬度如上文參看圖5A及圖5B而增加。
耦合件可沿著中間本體與托架之間的力路徑配置,藉此來自托架之力經由耦合件作用於中間本體上。經由耦合件自托架作用於中間本體上的力可將可變形組件推動至凹座中。因此,硬化可例如回應與使得平台加速的力來獲得。舉例而言,可變形組件可連接至中間本體,且支撐件可連接至托架,從而使得可變形組件DC隨著托架CA加速被推動至支撐件SP的凹座RC中。替代地,可變形組件可連接至托架,且支撐件可連接至中間本體。
如圖6中所描繪,平台可具備兩個耦合件,該等耦合件可配置於沿著平台之移動軸線所見的相對方向上。藉此而言,相對方向上之力可提供類似效應:一個方向上之力可規定,耦合件中之一者的可變形組件推動至凹座中,藉此增加耦合件中一者的硬度,而另一方向上的力可規定,耦合件中另一者的可變形組件被推動至凹座中,藉此增加耦合件中另一者的硬度。因此,類似硬化可例如回應於兩個方向上的力,例如使得平台在兩個方向上加速及減速的力獲得。
在實施例中,耦合件具備額外致動器AC,其經組態以將致動器力施加於可變形組件上以將可變形組件推動至凹座中。在圖6中所描繪之實施例中,耦合件中的每一者具備此致動器。致動器可由諸如平台控制器的平台之控制器件驅動。致動器可例如用以改良耦合件之硬度的控制:倘若需要高硬度,則致動器可經驅動以將可變形組件推動至耦合件之凹座中以增加預負載。此外,致動器可增強硬度待達成之範圍:由於由致動器進行之致動器力例如增強作用於耦合件上的力,例如經由耦合件自托架至中間結構上的力。再者,可改良動態行為,例如在於,耦合件的自高硬度改變至低硬度的回應時間可由適當致動器機構動力學來增強,從而允許中間本體的增強型趨穩行為。
圖7描繪平台裝置之另一實施例。類似於如在圖6中所描繪且參看圖6所描述的平台裝置,如圖7中所描繪的平台裝置包含經組態以支撐晶圓W的晶圓台WT。短衝程致動器SA配置於水台與中間本體IB之間,且經組態以相對於中間本體致動晶圓台,因此相對於中間本體定位晶圓台。平台裝置進一步包含托架CA及經組態以致動托架的長衝程致動器(圖7中未描繪)。短衝程致動器可(例如)包含壓電致動器。
在圖7中所描繪之實施例中,平台裝置包含沿著平台之移動軸線所見的配置於相對方向上的兩個耦合件。兩個耦合之支撐件彼此剛性地連接且連接至托架。兩個耦合件之凹座彼此面對。此外,平台裝置包含連接組件CC,該連接組件將耦合件之可變形組件彼此連接且連接至中間本體。因此,倘若耦合件之致動器中的一者經致動,或兩個致動器經致動,則由致動器施加的力經由連接組件來引導至耦合件中的另一者,藉此繞過中間本體。因此,在根據圖6之實施例中通過中間本體的自耦合件中之一者至耦合件中之另一者的力路徑可導引通過連接組件,藉此避免至中間本體中的負載,該負載可轉譯成位置誤差、內部變形或對晶圓台的干擾。在替代實施例中,耦合件可平行於短衝程致動器置放。在加速期間,耦合件在托架與中間本體之間傳送力,而在平台的恆定速率期間,短衝程致動器(較佳地勞侖茲致動器)可極其準確地定位短衝程,此係由於耦合件上的力可經減小,從而導致低硬度。此情形係有利的,此係由於勞侖茲致動器的大小及功率耗散可被減小。
替代地,如圖9中所描繪,兩個耦合件之凹座可背離彼此。在此實施例中,可變形組件直接或如圖9中所描繪經由額外致動器AC彼此連接。支撐件可能經由連接組件可彼此連接,同時連接組件可連接至中間本體。
圖8描繪根據實施例的平台。類似於在圖6及圖7中所描繪且參看圖6及圖7所描述的平台裝置,如描繪於圖8中的平台裝置包含經組態以支撐晶圓W的晶圓台WT。短衝程致動器SA配置於水台與中間本體IB之間,且經組態以相對於中間本體致動晶圓台,因此相對於中間本體定位晶圓台。短衝程致動器可(例如)包含壓電致動器。平台裝置進一步包含托架CA及長衝程致動器,諸如在本實例中,經組態以致動托架的具有平面馬達線圈PMC及平面馬達磁體板PMM的平面馬達PM。類似於圖7中所描繪之實施例,平台裝置包含沿著平台之移動軸線所見的配置於相對方向上的兩個耦合件CP。在平台之移動平面中看見,耦合件可配置於中間本體之中心處、分別配置在托架的中心處,從而允許耦合與中間本體之間的更直接(牢固)連接。較佳地,耦合件配置於短衝程平台之質心中或附近,例如中間本體、晶圓台及晶圓的質心中或附近。由於耦合件在短衝程平台之質心中的配置,長衝程致動器可在中間本體、晶圓台及晶圓之組合的質心中致動,此情形至少減小或甚至防止中間本體之組合的非所要扭矩。類似於參看圖6、圖7及圖9所解釋的實施例,藉助於耦合件,諸如振動的干擾及作用於托架上之其他力可與中間本體、晶圓台及晶圓隔離。
干涉儀IF可經提供以量測中間本體相對於參考,諸如本實例中度量衡框架MF的位置。度量衡框架可藉助於隔振系統,諸如氣墊式避震器AM安裝至基座框架BF。一差分位置感測器DPS1可經提供以量測晶圓台相對於中間本體的位置。因此,晶圓台之位置可自中間本體之如由干涉儀量測的位置與晶圓台相對於中間本體的如由差分位置感測器量測之相對位置的組合來獲得。另一差分位置感測器DPS2可經提供以量測中間本體相對於托架CA的位置,從而使得平台控制器驅動長衝程致動器,以便跟隨短衝程,亦即基板台的位置。在實際實施中,差分位置感測器及另一差分位置感測器可各自由複數個差分位置感測器形成。兩個耦合件之支撐件可彼此剛性地連接,且耦合件可設置於托架之托架凹座CAR中,藉此使得能夠驅動中間本體近乎通過質心。因此,依據托架之加速度作用於中間本體上的力矩可保持於低位準。在所示實例中,影像感測器IS安裝於中間本體IB處,此係由於此等感測器之位置相對於晶圓需要準確知曉,且此等感測器處的振動位準又可能需要經最小化。
隨著平台加速,耦合件中各別一者的可變形組件在晶圓台加速後就推動至凹座中,從而引起耦合件之硬度的增加,藉此使得能夠增強晶圓台的動態回應。隨著加速終止,例如在平台之恆定速率,例如掃描移動之前,耦合件上的力可經減小,從而使得耦合件的硬度被減小,因此為耦合件提供低硬度,且中間本體及晶圓台例如與振動及其他干擾的對應隔離。
如上文所描述,參看圖6及圖7,耦合件可包含一致動器。平台控制器可經組態以致動該致動器以在晶圓台加速後就將可變形組件推動至凹座中。致動器力歸因於加速或減速可添加至耦合件上的力,藉此增加耦合件之可變形組件上的力,可向可變形組件提供增加之力以隨著平台加速顯現較高硬度,且在平台加速或減速後顯現更快趨穩。
如分別參看圖6、圖7、圖8及圖9所描述的平台(即,平台裝置)可包含於微影裝置中。儘管圖6至圖9中描繪且參看圖6至圖9描述之實例係指一晶圓台,但耦合件亦可應用於遮罩台中。因此,替代經組態以支撐晶圓的的晶圓台,平台可包含經組態以支撐圖案化器件的遮罩台。
儘管圖6、圖7、圖8及圖9描繪且描述經配置以在長衝程馬達之方向上,亦即在長衝程馬達之移動方向上耦合及解耦的耦合件,耦合件亦可配置於其他方向上。舉例而言,耦合件可經配置以在水平面中,亦即平台之移動平面中垂直於長衝程方向的方向上耦合並解耦。作為另一實例,耦合件可經配置以在垂直於水平面的方向上,亦即垂直於平台之移動之平面的方向上耦接並解耦。此類耦合件之組合可規定,平台在6個自由度上耦合並解耦。請注意,術語耦合及解耦指在將耦合件帶入至高硬度狀態情況下的耦接,及在將耦合件帶入至低硬度狀態情況下的解耦。
圖10描繪耦合件之其他實施例在於,如上文參看圖5A及圖5B所描述之耦合件可進一步具備氣體管道GD,該氣體管道GD通向凹座中從而將氣體供應至凹座中。藉此而言,當可變形組件已變形而受凹座限界,且力經減小或移除時,可變形組件自凹座側壁的釋放可經促成,藉此增強耦合件自高硬度至低硬度的轉變。
圖11A至圖11F描繪耦合件之另外其他實施例。如圖11A至圖11F中所描繪,耦合件可在可變形材料中包含至少一個槽SL。在未變形狀態下,亦即,在力並未施加至可變形組件上時的狀態下,槽開放,例如從而留下未由可變形材料填充的空間。隨著力施加至可變形材料上,變形規定,槽至少部分經閉合,亦即,壓縮,藉此並未由可變形材料填充的空間藉由可變形材料的變形來減小。槽實際上規定:在壓縮狀態下,使得可變形組件能夠以變形至槽的開放空間中,藉此根據楊氏模數顯現彈性變形。隨著槽至少部分經閉合,變形轉變成體積變形。另一方面,可變形組件自身之硬度藉由此轉變增加。另一方面,歸因於凹座側壁的漸縮,力路徑將經由支撐件傳播達較大程度,因此進一步增加硬度。槽可輔助減小了能污染,例如黏彈性材料的研磨。另一方面,槽之壁之間的相互作用為黏彈性材料之壁之間的相互作用。另一方面,槽限界於黏彈性材料中。
圖11A及圖11C描繪沿著凹座底部延伸的卵形塑形、分別矩形塑形的槽。槽經堆疊。圖11B及圖11D描繪沿著凹座側壁延伸的卵形塑形、分別矩形塑形的槽。槽平行於凹座側壁延伸。圖11E及圖11F描繪沿著凹座側壁且沿著凹座底部延伸的卵形塑形、分別矩形塑形槽的各別組合。由於沿著凹座側壁之槽及/或沿著凹座底部之槽經壓縮,變形自彈性變形轉變至體積變形,因此隨著力增加,硬度亦增加。儘管可在本文中特定地參考微影裝置在IC製造中的使用,但應理解,本文中所描述之微影裝置可具有其他應用。可能其他應用包括製造整合式光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭,等等。
儘管可在本文中特定地參考在微影裝置之上下文中的本發明之實施例,但本發明之實施例可用於其他裝置。本發明之實施例可形成遮罩檢測裝置、度量衡裝置或量測或處理諸如晶圓(或其他基板)或遮罩(或其他圖案化器件)之物件的任何裝置的部分。此等裝置可一般被稱作微影工具。此微影工具可使用真空條件或周圍(非真空)條件。
儘管上文可能已經特定地參考在光學微影之上下文中對本發明之實施例的使用,但應瞭解,在上下文允許之情況下,本發明不限於光學微影,且可用於其他應用(例如,壓印微影)中。
如圖12中所展示,微影裝置LA可形成微影單元LC,有時亦被稱作微影製造單元(lithocell)或(微影製造單元(litho))叢集,該微影單元常常亦包括用以對基板W執行曝光前製程及曝光後製程之裝置。習知地,此等裝置包括用以沈積抗蝕劑層之旋塗器SC、用以使經曝光抗蝕劑顯影的顯影器DE、例如用於調節基板W之溫度(例如用於調節抗蝕劑層中之溶劑)的冷卻板CH及烘烤板BK。基板處置器或機器人RO自輸入/輸出埠I/O1、I/O2拾取基板W、在不同製程裝置之間移動基板W且將基板W遞送至微影裝置LA之裝載匣LB。微影製造單元中通常亦統稱為塗佈顯影系統之器件通常處於塗佈顯影系統控制單元TCU之控制下,該塗佈顯影系統控制單元TCU自身可藉由監督控制系統SCS控制,該監督控制系統SCS亦可例如經由微影控制單元LACU控制微影裝置LA。
為了正確且一致地曝光由微影裝置LA曝光之基板W,需要檢測基板以量測經圖案化結構之性質,諸如後續層之間的疊對誤差、線厚度、臨界尺寸(CD)等等。出於此目的,可在微影製造單元LC中包括檢測工具(未展示)。若偵測到誤差,則可對後續基板之曝光或對待對基板W執行之其他處理步驟進行例如調整,在同一批量或批次之其他基板W仍待曝光或處理之前進行檢測的情況下尤其如此。
亦可被稱作度量衡裝置之檢測裝置用以判定基板W之性質,且詳言之,判定不同基板W之性質如何變化或與同一基板W之不同層相關聯之性質在層與層間如何變化。檢測裝置可替代地經建構以識別基板W上之缺陷,且可例如為微影製造單元LC之一部分,或可整合至微影裝置LA中,或可甚至為獨立器件。檢測裝置可量測潛影(在曝光之後在抗蝕劑層中之影像)之性質,或半潛影(在曝光後烘烤步驟PEB之後在抗蝕劑層中之影像)之性質,或經顯影抗蝕劑影像(其中抗蝕劑之曝光部分或未曝光部分已被移除)之性質,或甚至經蝕刻影像(在諸如蝕刻之圖案轉印步驟之後)之性質。
通常微影裝置LA中之圖案化製程為在處理中之最具決定性步驟中的一者,其需要基板W上之結構之尺寸標定及置放的高準確性。為了確保此高準確性,可將三個系統組合於圖13中示意性地描繪之所謂「整體」控制環境中。此等系統中之一者為微影裝置LA,其(實際上)連接至度量衡工具MT (第二系統)且連接至電腦系統CL(第三系統)。此「整體」環境之關鍵在於最佳化此等三個系統之間的合作以增強總體製程窗且提供嚴格控制迴路,從而確保由微影裝置LA執行之圖案化保持在製程窗內。製程窗界定一系列製程參數(例如,劑量、焦點、疊對),在該等製程參數內,特定製造製程產生所定義結果(例如,功能性半導體器件)--通常在該所定義結果內,允許微影製程或圖案化製程中之製程發生參數變化。
電腦系統CL可使用待圖案化之設計佈局(之部分)以預測使用哪種解析度增強技術且執行計算微影模擬及演算以判定哪種遮罩佈局及微影裝置設定達成圖案化製程之最大總體製程窗(在圖13中由第一標度SC1中之雙箭頭描繪)。通常,解析度增強技術經配置以匹配微影裝置LA之圖案化可能性。電腦系統CL亦可用於偵測微影裝置LA目前正在製程窗內何處操作(例如,使用來自度量衡工具MT之輸入),以預測由於例如次佳處理而是否可存在缺陷(在圖13中由第二標度SC2中之指向「0」的箭頭描繪)。
度量衡工具MT可將輸入提供至電腦系統CL以實現準確模擬及預測,且可將回饋提供至微影裝置LA以識別例如微影裝置LA之校準狀態中的可能漂移(在圖3中由第三標度SC3中之多個箭頭描繪)。
如上文參看圖1至圖3及圖12至圖13所述,微影裝置、度量衡工具及/或微影製造單元通常包括複數個平台系統,其用以相對於參考或另一組件定位樣品、基板、遮罩或感測器配置。其實例為遮罩支撐件MT及第一定位器PM、基板支撐件WT及第二定位器PW,經配置以固持感測器及/或清潔器件的量測平台及用於檢測工具MT中的平台,其中基板W相對於例如掃描電子顯微鏡或幾種散射計定位。此等裝置可包括數種其他移動組件,諸如倍縮光罩平台、晶圓平台、鏡面、透鏡元件、光源(例如,驅動雷射、EUV源等)、倍縮光罩遮蔽平台、晶圓頂部冷卻器、晶圓及倍縮光罩處置器、隔振系統、平台扭矩補償器、控制及/或包括此等組件的軟體及/或硬體模組,及/或其他組件。此等實例並不意欲為限制性的。
在上下文允許之情況下,可以硬體、韌體、軟體或其任何組合實施本發明之實施例。本發明之實施例亦可被實施為儲存於機器可讀媒體上之指令,該等指令可由一或多個處理器讀取及執行。機器可讀媒體可包括用於儲存或傳輸呈可由機器(例如,計算器件)讀取之形式之資訊的任何機構。舉例而言,機器可讀媒體可包括:唯讀記憶體(ROM);隨機存取記憶體(random access memory;RAM);磁性儲存媒體;光學儲存媒體;快閃記憶體器件;其他形式之電學、光學、聲學或傳播信號(例如,載波、紅外線信號、數位信號等)及其他。另外,韌體、軟體、常式、指令可在本文中被描述為執行某些動作。然而,應瞭解,此等描述僅僅為方便起見,且此等動作事實上係由計算器件、處理器、控制器或執行韌體、軟體、常式、指令等等之其他器件引起,且如此進行可使得致動器或其他器件與實體世界交互。
雖然上文已描述了本發明之特定實施例,但將瞭解,可以與所描述之方式不同的其他方式來實踐本發明。以上描述意欲為說明性,而非限制性的。
AC:額外致動器
ACT:致動器
AM:氣墊式避震器
B:輻射光束
BD:光束遞送系統
BF:基座框架
BK:烘烤板
BM:平衡塊
C:目標部分
CA:托架
CAR:托架凹座
CC:連接組件
CH:冷卻板
CL:電腦系統
CP:耦合件
DC:可變形組件
DE:顯影器
DEF:軸向變形
DPS1:差分位置感測器
DPS2:差分位置感測器
F:力
FB:回饋控制器
FDP:力分佈板
FF:前饋控制器
FP1:路徑
FP2:路徑
GD:氣體管道
IB:中間本體
IF:干涉儀
IL:照明系統
IS:振動隔離系統
I/O1:輸入/輸出埠
I/O2:輸入/輸出埠
LA:微影裝置
LACU:微影控制單元
LB:裝載匣
LC:微影單元/微影製造單元
M
1:遮罩對準標記
M
2:遮罩對準標記
MA:圖案化器件
MF:度量衡框架
MT:遮罩支撐件/度量衡工具/檢測工具
P:設備
P
1:基板對準標記
P
2:基板對準標記
PCS:位置控制系統
PEB:曝光後烘烤步驟
PM:第一定位器/平面馬達
PMC:平面馬達線圈
PMM:平面馬達磁體板
PMS:位置量測系統
PS:投影系統
PW:第二定位器
RB:凹座底部
RC:凹座
RO:基板處置器/機器人
RW:凹座側壁
SA:短衝程致動器
SC:旋塗器
SC1:第一標度
SC2:第二標度
SC3:第二標度
SCS:監督控制系統
SL:槽
SO:輻射源
SP:設定點產生器/支撐件
SPP:支撐板
TCU:塗佈顯影系統控制單元
WT:基板支撐件
W:基板
現將參看隨附示意性圖式而僅借助於實例來描述本發明之實施例,其中:
- 圖1描繪根據本發明之一實施例之微影裝置的示意圖綜述;
- 圖2描繪圖1之微影裝置之部分的詳細視圖;
- 圖3示意性地描繪根據本發明之一實施例的作為定位系統之部分的位置控制系統;
- 圖4A及圖4B描繪各別可變形組件的高度示意圖;
- 圖5A及圖5B描繪耦合件之實施例的高度示意圖;
- 圖6描繪平台之實施例的高度示意圖;
- 圖7描繪平台之另一實施例的高度示意圖;
- 圖8描繪平台之又一實施例的高度示意圖;
- 圖9描繪平台之又一實施例的高度示意圖;
- 圖10描繪耦合件之另一實施例的高度示意圖;
- 圖11A至圖11F描繪耦合件之又一實施例的高度示意圖;
- 圖12示意性地描繪微影單元之示意性概述;及
- 圖13示意性地描繪整體微影之示意性表示,其表示用以最佳化半導體製造之三種關鍵技術之間的協作。
AC:額外致動器
CA:托架
CC:連接組件
CP:耦合件
IB:中間本體
P:設備
RC:凹座
SA:短衝程致動器
SP:設定點產生器/支撐件
WT:基板支撐件
Claims (28)
- 一種具有一可變硬度之耦合件,其包含: 一可變形組件及一支撐件,其相對於彼此可移動地配置,其中該可變形組件包含一黏彈性材料,且其中該支撐件具有一凹座,該凹座經組態以收納該可變形組件, 其中當在使用中一力施加至該可變形組件時,該可變形組件經組態為以體積變形而變形,且 其中該可變形組件之一形狀及該支撐件之一形狀經組態使得該可變硬度依據該力之一量逐漸增加。
- 如請求項1之耦合件,其中該可變形組件支撐於該凹座之一表面之一部分上,其中該可變形組件經組態以在使用中施加一力時變形以增加該可變形組件支撐於其上的該凹座之該表面之該部分,該力將該可變形組件推動至該凹座中。
- 如請求項1或2之耦合件,其中該可變形組件經組態以在使用中施加該力時至少部分由該凹座限界,該力將該可變形組件推動至該凹座中。
- 如請求項1或2之耦合件,其中該凹座包含一凹座底部,其中該可變形組件以一未變形狀態支撐於該凹座底部上。
- 如請求項4之耦合件,其中該凹座朝向該凹座底部收斂地塑形。
- 如請求項5之耦合件,其中該凹座朝向該凹座底部漸縮。
- 如請求項5之耦合件,其中該凹座朝向該凹座底部以拋物線方式或根據一多項式或一對數/指數函數收斂。
- 如請求項1或2之耦合件,其中該凹座進一步包含一凹座側壁,其中該可變形組件並未以該未變形狀態支撐於該凹座側壁上。
- 如請求項1或2之耦合件,其中該可變形組件在該黏彈性材料中具備槽,該等槽經配置以隨著該力施加至該可變形組件而經壓縮。
- 如請求項9之耦合件,其中該等槽沿著該凹座之該凹座側壁及該凹座之該凹座底部中的至少一者延伸。
- 如請求項1或2之耦合件,其中該耦合件進一步包含一致動器,該致動器經組態以將一力施加於該可變形組件上以將該可變形組件推動至該凹座中。
- 如請求項1或2之耦合件,其中該耦合件進一步包含一氣體管道,該氣體管道通向該凹座中用於將一氣體供應至該凹座中。
- 一種平台裝置,其包含: 一台,其經組態以支撐一物件, 一中間本體, 一短衝程致動器,其配置於該台與該中間本體之間,且經組態以相對於該中間本體致動該台, 一托架, 長衝程致動器,其經組態以致動該托架, 一耦合件,其經組態以依據施加至該耦合件之一力使該耦合件之硬度在一低硬度與一高硬度之間發生變化,該耦合件經組態以相對於該托架支撐該中間本體。
- 如請求項13之平台裝置,其包含一如請求項1至12中任一項之耦合件。
- 如請求項13或14之平台裝置,其包含兩個如請求項1至12中任一項之耦合件,其中該等耦合件配置於沿著該平台之一移動軸線所見的相對方向上。
- 如請求項15之平台裝置,其中該等耦合件沿著該中間本體與該托架之間的一力路徑配置。
- 如請求項15之平台裝置,其中該兩個耦合件之該等可變形組件附接至該中間本體,且其中該兩個耦合件之該等支撐件附接至該托架。
- 如請求項15之平台裝置,其中該兩個耦合件之該等支撐件彼此剛性地連接,其中該兩個耦合件之該等凹座彼此面對,且其中該平台裝置包含一連接組件,該連接組件將該等耦合件之該等可變形組件彼此連接且連接至該中間本體。
- 如請求項15之平台裝置,其中該等耦合件設置於該托架之一凹座中。
- 如請求項13或14之平台裝置,其中該短衝程致動器包含一壓電致動器。
- 如請求項13或14之平台裝置,其中該平台裝置包含 一台位置量測系統,其經組態以量測該台相對於該中間本體之一位置,及 一中間本體位置量測系統,其經組態以量測該中間本體相對於一參考結構之一位置。
- 如請求項13或14之平台裝置,其中該台為一晶圓台,且該物件為一晶圓。
- 如請求項13或14之平台裝置,其中該台為一遮罩台,且該物件為一圖案化器件。
- 一種微影裝置,其包含一如請求項13至23中任一項之平台裝置。
- 一種度量衡裝置,其包含一如請求項13至23中任一項之平台裝置。
- 一種檢測裝置,其包含一如請求項13至23中任一項之平台裝置。
- 如請求項24至26中任一項之裝置,其中該平台裝置經組態以在該晶圓台加速後就將該可變形組件推動至該凹座中。
- 如請求項24至26中任一項之裝置,其中該耦合件包含該致動器,且其中該裝置經組態以致動該致動器以在該晶圓台加速後就將該可變形組件推動至該凹座中。
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