TWI228271B - Lithographic apparatus and device manufacturing method - Google Patents

Description

1228271 玫、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種裝置製作方法，其中包含下列步驟： k供一基板，至少部分地由一輻射敏感材料薄層所覆蓋； 一利用一韓射源以提供一輻射投射光束； 矛J用圖案化裝置，以對該投射光束在其截面區段内賦予 一圖案； 一將μ、經圖案化輻射光束投射於該輻射敏感材料薄層之一 目標局部上； 藉一平面馬達將其一基板及該圖案化裝置予以定位；該 平面馬達包含複數個線圈集組，各者會對於該平面馬達 的移動部分在一給定方向上產生至少一主要力度，和至 少一偽生扭力，此者與該主要力度相關，以及 一決足為進行該平面馬達定位作業所需之各主要力度。 【先前技術】 本文所用之名詞「圖案化裝置」應廣義解釋成泛指各希 能夠對-入方輻射光束賦予一圖案化截面區段之裝置，』 截面區段會對應-待於該基板上—目標局部内所產生之围 ^安:該名詞「光閥」亦可適用於此情境。—般說來，# 圖末曰對應於在菽目標局部内所產製而得之裝置内的特定 功能性薄層，即如一積體電路或其他裝置(參見。这 種圖案化裝置包括： -一光罩。 像是二元 光罩的概念係屬微影業界所 、交替相位位移與衰減相位 眾知者，且其包含 位移以及各種混合 85074 1228271 式光罩型態的光罩型態。將這種光罩置放在一輻射光束 内，會根據該光罩上的圖案而定，出現撞擊於該光罩上 之輻射的選擇性通透（如為通透性光罩的情況）或反射（如 為反射性光罩的情況）問題。在採光罩的情況下，其支撐 結構通常會是一桌架，這可確保將該光罩握持在入方輻 射光束内的某所欲位置處，且可視需要相反於該光束予 以移動。 一可程式化射鏡陣列。這種裝置之一範例可為一矩陣可 疋址式表面，此者具有一黏滯彈性控制層及一反射性表 面。在該裝置後的基本原理係（例如）反射性表面的針對 區域會將該入射光線反射成為未經繞射光線。利用一適 當濾光鏡，可從該反射光束濾出該未經繞射光線，僅留 下藏繞射光線；按此方式，該光束會依照該矩陣可定址 式表面的定址圖案而變成圖案化。一種可程式化射鏡陣 列的替代性具體實施例係採用一微型射鏡之矩陣排置方 j，可藉由施加一適當局部化電場，或藉採用壓電啟動 裝置，而將各射鏡個別地相反一軸線而為傾斜。再次地， 這些射鏡屬矩陣可定址式，讓經定址射鏡能夠將一入方 輻射光束朝不同方向反射到未經定址射鏡；按此方式， 反射光束會被按照該可程式化射鏡陣列的定址樣式所圖 案化。可利用適當的電子裝置來進行必要的矩陣定址處 理。在前述的兩種情境裡，圖案化裝置可包含一或更多 :程式化射鏡陣列。可如參考美國專利第5，州，891號及 第5,523，193號案文，以及pct專利中請第初98/38597 85074 1228271 號及第WO98/33096號案文，俾獲關於射鏡陣列的更多資 訊，茲將該等併入本文以為參考。在可程式化射鏡陣列 的情況下，該支撐架構可實作為例如一框架或桌架，且 可依需要為固定式或可移動式。 -可程式化LCD陣列。一種該等架構之範例可如美國專利 第5,229,872號案文所給定，兹將該案併入本文以為參 考。即如前述，該支撐架構可實作為例如一框架或桌架， 且可依需要為固定式或可移動式。 為便於簡化說明，本案其餘部分可在某些場合特定地將 其導向於牵涉到光罩及光罩桌架之範例；然而，確應按如 前揭之圖案化裝置廣義情境方式來觀察各範例中所論述之 一般原理。 可將微影投射裝置利用在例如積體電路（IC)的製程中。 在此情況下，孩圖案化裝置可產生對應於該1(：之一個別薄 膜層的電路圖案，且可將此圖案成影於一既經鍍以一輻射 敏感材料薄層（電阻）之基板（矽晶圓）的目標局部（包含一或 更多的曰曰♦」·）上。一般說來，單一晶圓會含有被逐一地經該 投射系統所連續輻射照射之各鄰接目標局部的整個網絡。 在現有的裝置裡，採用藉一光罩桌架上之光罩的圖案處 理，可在兩種不同型態之機械間產生區別。在一種微影投 射裝置裡，會藉由一次地將整個光罩圖案曝出於該目標局 部上的方式來輻射照射各個目標局部；這種裝置通常為晶 圓步進詻。而在另一種替代性裝置裡-通稱為步進及掃描 裝置-則會藉由漸次地按一給定參考方向在該投射系統下 85074 Ϊ228271 择插該光罩圖案，而同時又同步地掃描平行或反平行於此 万向之基板桌架的方式，來輻射照射各個目標局部；一般 說來，由於該投射系統會具有放大因數Μ (—般為 < 丨），因 此’當掃描該基板時的速度V，將會是掃描該光罩桌架之速 度的因數Μ倍。進一步關於微影裝置之資訊，可請例如參 閱美國專利第6,〇46,792號案文所述，茲將該案併入本文以 為參考。 在一利用微影投射裝置的製程裡，會將（如在一光罩内） 的—圖案成影於一至少部分地由一輻射敏感材料薄層（電 Ρ )所覆蓋之基板上。在此成影步驟之前，該基板可進行各 種程序，像是底質塗佈、電阻鍍置及軟性烘烤。在曝出後， 可令該基板受於其他程序處理，像是後曝出烘烤（ρΕΒ)、成 像硬式烘烤及各項成影特性之測量/檢查。可利用這種程 序陣集，作為將一像是IC之裝置的個別層予以圖案化的』 礎。然後，這種圖案化薄層可進行像是蝕刻、離子植入㈠ 質）、金屬化、氧化、化學機械式拋光等製程，此等皆係』 完成一個別薄層。如需要多個薄層，則會對各個新的薄^ 重複地進行整個程序，或其變化方式。最終，會於基板（I 圓）上呈現一陣集之裝置。接著，藉由像是晶切或割鋸等^ 術，將每些裝置互相切割，之後再將各個裝置架置於一聋 體上，連接到腳針等。關於各些製成的進一步資訊可如參 照 Peter van Zant所著之「Micr〇chip : α ρ⑽以

Ginde t0 Semiconduct〇r Pr〇cessing，丁咖 £仙⑽」乙書，

Hill Publishing Co·出版，1997年18簡 〇_〇7_〇6725〇/ 85074 1228271 併入為本案參考。 為：化起見’該投射系統可在此被稱為「透鏡」；然而， 司t為廣<|釋為涵蓋各種型式的投射系、统，例如包 。折射式光予、反射式光學與折反混合式系統。該輻射系 統也可包含按照該签A道 ， 、、、 、、寺為導向、塑形或控制該輻射投射光束 (汉计：式任者而運作之各式元件，且亦可將該等元件總 集也或早獨地稱為Γ透鏡」。此外，微影裝置可為具有兩個 :上基板桌架型式（及/或兩個以上光罩桌架）。在「多重階 口」式的裝置裡，可平行地運用額外的桌架，或是可在一 或更多的桌架上進行備置步驟，而同時一或更多的其他桌 架則是用於曝出作業。例如美國專利第5,969,44 98/4〇791號案即說明—種雙階台微影裝置，兹併入為本案 參考。 隨附圖式之圖2顯示—種用以定位該圖案裝置及/或基板 桌架《先前已知設計的平面馬達。可❹⑽/i8944A案文 内尋得該平面馬達之資訊，兹將該文併入為本案參考。如 圖 < 平面馬達包含有固定部分！及一移動部分2。該固定部 包含複數個永久磁鐵3、4、5，皆經固定於一載體上。 這些磁鐵係按橫列6及縱行7所排置。 圖3所示者為該平面馬達固定部们之 些磁鐵的指^箭頭表示磁鐵磁極的方向。在㈣ 7各者中，鄱接主磁鐵3、4會被指向為讓其磁極互相反平 行，且垂直於該平面馬達固定部分丨的平面。在磁鐵3、4 各者間按所謂的Haibaek組態設定方式排置著額外的磁 85074 1228271 、換。之居等額外的磁鐵係被排置以讓其磁極會垂直 於主磁鐵3、4。 圖4 ·項tf則述已知平面馬達移動部分2細部圖。為便說 月鉍疋我一組正x軸線X、Y、Z，即如圖示，使得X及γ 軸位於孩平面馬達之平面内，而z軸垂直於該平面馬達之平 面、可利用涊平面馬達移動部分2的質量中心2〇作為原點。 該平面馬達移動部分2包含在架置於一基座19上的8個線圈 集、、’ 11到1 8這些線圈集組各者經供置以三相電流，可致 此邊等線圈集組，稱之為「施力器」，以根據彼等指向而定 提供在X及Y方向上的力度，和一個在z方向上的力度。這 些施力器係按成對排置。即如圖4所示，施力器u、12及13、 14的指向方式是讓其主軸為在γ方向上。因此，這些施力器 會產生X方向及ζ方向上的力度。其餘的施力器15、16及 17、18的指向方式是讓其主軸為在χ方向上。這些施力器會 產生Υ方向及Ζ方向上的力度。為在該移動部分2上產生又方 向的力度，第一X施力器組對η、12及第二χ施力器組對 13、14會聯合運作。當該第一 χ施力器組對u、12及該第二 X施力器組對1 3、1 4按相反方向運作時，可在該平面馬達的 移動部分2上產生一繞於該2軸的扭力。類似地，為在該移 動部分2上產生γ方向的力度，第一 γ施力器組對15、16及 第二Y施力器組對17、18會聯合運作。當該第一 Y施力器組 對15、16相反於該第二γ施力器組對17、18而運作時，可產 生繞於z抽的扭力。而為產生Z方向的力度，所有的施力 器11到1 8會聯合產生其Z力度。可分別地藉由操作該第一 γ 85074 -11 - 1228271 施力器組對15、16以產生z方向上的力度，而聯合該第一x 施力器組對n、12且相反於該第二¥施力器組對17、18及該 第二X施力器組對13、丨4,或者是藉由操作該第一χ施力器 組對以產生Z方向上的力度，而聯合該第二γ施力器組對且 相反於该第二X施力器組對及該第一 γ施力器組對的方 式，來產生一繞於X及Y軸的扭力。 藉5併按如述方式所產生的這些力度，即可在所有的六 個自由度（各個X、Y、Z方向與平行於各χ、γ、2方向之各 軸線）上，控制該平面馬達之移動部分2的位置及速度。施 力為11到1 8的Z軸力度會用來承載該裝置之移動部分2的重 量，如此減輕個別承載的要求。如圖2所示，該平面馬達係 按朝於该固定部分1之永久磁鐵橫列6及縱行γ為4 5。的方 向，運作該移動部分2之X及Y軸。 然而，除在Z方向上的力度及在X和γ方向上的力度其一 之外’施力器11到18各者也會產生一偽生扭力。X施力器產 生一繞於Y軸的扭力，而Y施力器會產生一繞於X軸的扭 力。所產生的扭力會是施力器在Z方向所產生之力度、施力 器在x或γ方向所產生之力度，以及施力器在X或γ方向上之 位置的函數。此偽生扭力成分被稱為「間距扭力（pitch torque)」° 在現有已知的平面馬達設計裡，X及γ的施力器係按組對 方式供置，以抵銷該間距扭力的效應。為此，組對中的各 個施力器會具一 Γ /2位移量。此位置位移會被設定成的該 平面馬達固定部分1永久磁鐵排置方式之間距τ的一半（如 85074 -12- 1228271 該等依相同方式所指向之永久磁鐵的對角線距離之一半， 即如圖2所示）。設定該位置位移為此距離^/2，會造成一 組對中其-施力器所產生的間距扭力會精確地位移抵销該 组對中另-力器所產生的間距扭力。因此在各組對内的淨 間距扭力會為零。 但是，按組對方式提供施力器會為不利。這會使得施力 器個數加# ’增加該平面馬達移動部分的質量，並且擴大 在X-Y平面内的大小。這也會增加所需要的三相放大器數 一（在各施力益組對之二相電H统間會需要—90度相位 :移’因此各組的施力器會要求兩個三相放大器)，以及控 制系統的複雜度。 【發明内容】 本發明之一目的在於提供一種 女 衮置製造万法以適用於如 命J 之微影裝置，里中可遂；i』 ㈣L η ΤΙ產生間距扭力補償結果而不必使 用頸外施力器及放大器。 ，根據本發 讓校正效應 上之偽生扭 明 可於-按如開放句段所標示之裝置製造方法 而達到本項及其他目的，其特徵在於： 決定對於各個所需之主要力度的&正^ 能夠至少部分地補償在該平面馬達移動部分 力的總和；以及 楗供控制信號給該線圈集組 之主要力度。 以產生内含該等校正結果 對於目前已知技術， 的完全不同機制。可為 本万法代表一種用以處理間距扭力 有利之原因在於這可提供在一平面 85074 -13 - 1228271 馬達裡因線圈集組所產生之降低間距扭力效應的機會，而 無需在該平面馬達移動部分上的額外、補償性線圈集組。 從而，這可藉由調整控制參數而加以諧調，並無須對該裝 置進行作實體更動。 Λ 而土女刀度導出校正結果，而非監視 所需移動與所觀察之移動間的差值，然後從此移動導:校 正結果。這可顯著地降低整體的移動錯誤。 又 可按此方法來補償的偽生扭力會尤其是那些由各線圈集 組所產生並繞於-軸線而動作者，該轴線與一主要力产的%( 緩Γ力度係由該線圈集組所產生，且與“圈 集組内 < 線圈的平面互為平行。 偽生扭力，彼等是由該線圈集組所施加而 内力度所造成，然後決定在該線圈集組 合方式，這會對該平面馬達移動部 正結果。 要者曰利用廷些互補力度作為校嫌· 這項補償間距扭力的程序可 著地減少間距扭力效應。 觀性的控制指令，顯 或另者’可藉決定對各所 行決定校正项目的步驟，使得$ =的杈正力度來執· 正力度及所需之主要力户'、、桌圈集組施用該等校 度之效應的總和會大致等 =力度及偽生力 扭力。 么步驟時所需之力度及 ： 85074 -14- 1228271 型毖的電磁輻射，包 157或126奈米 糸夕卜朴田射（即如具⑹、248、193、 且5- 20太夹、，者），以及EUV (超紫外線輻射，即如 2〇奈未〈波長範圍者）’以及粒子光走，傻^ 電子光束。 Λ及扯子光束，像疋離子或 【實施方式】 具體實族你丨Ί 圖1略示一根據本發明一 置。該裝置包含： 特定具體實施例之微影投射裝 一射系、充Ex、IL，以供應輻射投射光束ΡΒ (即如Ευν 輻射），在本特例中亦包含一輻射源; 一第一物項桌架（光罩桌架）MT，供置有一光罩握持器， 以握持一光罩MA (如一晶罩），並經連接於一第一定位裝 置’以相反於該物項PL來正確地定位該光罩；

一第二物項桌架（基板桌架）WT，供置有一基板握持器， 以握持一基板W (如一電阻鍍置之矽質晶圓），並經連接於 一第二定位裝置，以相反於該物項PL來正確地定位該基板； 一投射系統（「透鏡」）PL (如射鏡群組），以將該光罩MA 之一經輻射照射局部，成影於該基板W的一目標局部c上 (如包含一或更多晶粒）。 在此所述者’該裝置係屬反射型式者（即如具有一反射光 罩）。然而’一般說來，這也可例如屬透射型式者（即如具 透射光罩）。或另者，該裝置可採用另一種圖案化裝置， 像是如前述款式之可程式化射鏡陣列。 該輻射源LA (如一雷射產生或放電電漿源）可產生一輻 85074 -17- 1228271 射光束。然後會直接地’或在既已行旅一像是例如光束擴 大器Ex之調理裝置後，將此光束饋入於一光照系統（光照 器）IL内。該光照器il可包含調整裝置am，以設定該光束 内之密度分布的外層及/或内層輻射範圍（通常分別稱為 σ-outer或σ-inner)。此外，這一般會含有各種其他元件，像 是整合為IN及濃縮器CO。按此方式，撞擊於該光罩MA上 的光束ΡΒ會在其截面上具有所欲之均勻性及密度分布。 應注意到’對於圖1該輕射源LA可為在該微影投射裝置 的承體内（如當該輻射源LA係例一水銀光燈時通常如此）， 但此者亦可為遠離該微影投射裝置之外，此者所產生的輻 射光束會被饋送到該裝置内（即如透過適當導向射鏡之 助）；此後者情境通常會是在當該輻射源LA為一激發雷射 時。本發明及各申請專利範圍涵蓋此等情境兩者。 該光束PB接著被該光罩MA遮截，此光罩係經握持於一光 罩桌架ΜΤ上。在選擇性地被該光罩μα所反射後，該光束 ΡΒ會經過該透鏡PL，這會將該光束ρΒ聚焦於基板w的一目 標局部c上。藉第二定位裝置（及干涉性測量裝置iF)之助， 可正確地移動該基板桌架WT，俾以像是能夠將不同的目標 局部C定位在該光束pb的路徑上。類似地，可即如在從該 光罩存館内以機械方式擷取出該光罩MA後，或是在掃描的 過程中，利用該第一定位裝置，按照該光束PB路徑來正確 地定位該光罩MA。一般說來，可藉長距模組（粗糙定位）與 短距模組（細微定位）之助實作該等物項桌架MT、WT的移 動，這些在圖1裡並未詳繪。然而，在晶圓步進器的情況下 85074 -18- 1228271 (即相反於步進掃描裝置），可逕將該光罩桌架MT連接到一 短距啟動器，或可為固定。 可按兩種不同模式使用本述裝置： 1 ·在步進模式裡，該光罩桌架ΜΤ可被保持為基本上靜止狀 態’而將整個光罩影像一次地投射於一目標局部C上（即 如單一「閃照」）。然後在X及/或y方向上移動該基板桌架 WT ’讓該光束PB能夠輻射照射不同的目標局部c ; 2·在掃描模式下，大致上適用相同情境，除一給定目標局 部C並不受曝於單一「閃照」外。相反地，該光罩桌架為 可在一給定方向上按速度^移動（所謂的r掃描方向」， 亦即y方向），以啟動該投射光束PB掃描於一光罩影像 上；並且，會同時地按相同或相反方向按速度來 移動遠基板桌架WT，其中Μ為透鏡PL的放大度（通常 M=l/4或1/5)。按此方式，即可曝出一相當大的目標局部 C，而無須受限於解析度。 圖5及6描述一平面馬達之移動局部25、3 5的替代性排置 方式。該主要差異在於力度26 - 28、36 - 38並非如傳統設 计般按成對方式所排置。例如在圖5裡，會有兩個個別X施 力器26、27’這兩者聯合運作而產生X方向上力度，且互為 相反運作而產生繞於Ζ軸的扭力。在此有兩個γ施力器28、 29,當兩者聯合運作時，會產生γ方向上力度，而當互為相 反運作時會產生繞於Ζ軸的扭力。當第一 X施力器26產生一 Ζ方向力度時，聯合運作於該第一 γ施力器28且反於該第二 X施力器27及該第二γ施力器29，會產生一繞於X軸的扭 85074 -19- 1228271 力。當第一 X施力器26產生一 z方向力度時，聯合運作於該 第二Y施力态29且反於該第二X施力器27及該第一 γ施力器 2 8，就會產生一繞於Y軸的扭力。圖6内之移動部分h的控 制係屬類似，但會整合該等施力器26 — 28。 然而，由於施力器並未按組對方式排置，因此並未内含 性地補償各間距扭力。各X施力器會產生一間距扭力Ty， 此者與施力器在X方向所產生之力度Fx、在z方向所產生之 力度Fz以及該施力器在X方向上的位置相關。類似地，各γ 施力器會產生一間距扭力Tx，此者與施力器在丫方向所產 生之力度Fy、在Ζ方向所產生之力度FZ以及該施力器在γ方 向上的位置相關。 可按如下列等式來描述各間距扭力。 = ~ C, · Fx^ sm ^>i = C, · FyyX * sm Txyi = -CrFy 2^i ’ 2. Jl . Λ：、 -C2.F2,2*sm + C · Fzy[ · sin 2-Tvy> τ 2； 2·ίί·Χ Λ τ" +1

(2·π. y π、 τ 2J ci * Pzy21 sin| ⑴ (2)⑶ (4) 其中： ΤΥχ〜表示因第一χ施力器26、3 6及第二X施力器27、3 7所 造成的y間距扭力；

Txy〜表示因第一γ施力器28、3 8及第二X施力器29、39所 85074 -20- 1228271 造成的X間距扭力； 、表不因第一 X施力器26、36及第二X施力器27、 造成的X力度； 37所

Fyy—表示因第一 y施力器28、38及第二χ施力器 造成的y力度； 39所 产Fz-表不因各X及Y施力器26 - 29、36 - 39所造成的2力 X代表该平面馬達移動部分在χ方向上相反於該固定八 之一預定位置的位置； 。刀 y代表该平面馬達移動部分在γ方向上相反於該固定部分 之一預定位置的位置； 。刀 C 1及C2代表該平面馬達常用的常數，此等會與例如其幾 何性及各磁鐵之間距相關；以及 、 r代表各磁鐵之間距。 從這些等式，可計算出在該平面馬達移動部分25、35上的 總間距扭力。 = Cl，K-^J-Sin(^] + c2.(^,-^2).sin Γχ" = ς·(^-^〇·3ΐη(^) + (5) (6) 從這些總間距扭力Tytot、TXtot計算式（等式5及6)’可觀 到按如圖5及6所繪組態，當將各又施力器施力器分別 排置為具有—(n+1/2) “勺位移量時，如χ施力器内的力 85074 -21 . 1228271 成分為相等且γ施力器内的力度A分為相等(亦即^

Fxx2、Fyyl= Fyy2、心^以及^ Fz川，則不會產生 間距扭力。換言之，當χ施力器％、”聯合運作且γ施力器 28、29聯合運作時’就不會產生間距扭力。這會出現在當 @平面馬達移動部分的整體所需力度4χ方向的力度、Υ方 向的力度、Ζ方向的力度或彼等部分組合時。然而，當乂施 力器26、27内的力度成分互異，及/或類似地丫施力器以、 29内的力度成分互異時，就會產生間距扭力。這會出現在 例如於加速過&中’當孩平面馬達移動部分Μ需要繞於％、 Υ及Ζ軸任一者的扭力時。 對於所需要施加於該平面馬達移動部分25之力度及扭力 的m合，可利用等式5及6來決定會被產生出來的間 距扭力。然後可計算—補償性扭力，#出應對於各力度所 施予之力度俾以產生此補償性扭力。如圖7之概略圖所示。 會決定料該平面馬達移動部分的所需力度及扭力，而在 步驟41裡從這些項目即可計算出各施力器所需的力度。在 步驟42’可計算出在各施力器裡這些力度所產生得之平面 馬達移動部分的總間距扭力。然後，在步驟43，計算出各 施力器内所需力度以位移該間距扭力。在步驟44内，將這 些位移力度加到各施力器在沒有間距扭力效應時即已所需 要 < 力度上。然後在步驟45施用一交換演算法，以決定需 要被施加至四個施力器之三相各者上，俾於各施力器内產 生所需力度的電流。 雖然所需以補償各間距扭力本身的位移力度會產生進一 85074 -22- 1228271 步的間距扭力，不過對如圖5及6所示之組態，其振幅會大 致上低於初始間距扭力。可利用_反覆處理程序，其中會 決定後、貝的位移力纟，以抵銷因先前決定之位移所產生的 間距扭力。可重複廷項程序，一直到最終間距扭力低於一 、、口定門榼值為止。然應瞭解由於第一及第二X施力器與第一 及第一 Y施力备間之效應點的動量臂長會遞減，因此這種型 式的間距扭力補償作業優點也會遞減。 表U員7F在一扭力比車艾結果，此係在具如圖$排置方式之 移動部分25的平面馬達内所產生者，而具有或不具如前述 之間距扭力補饧。可如圖不般，該補償結果可顯著地減少 所需扭力的錯誤。 县體實施例2 圖8顯示一種根據本發明第二具體實施例之法則，用以補 償各施力器内所產生之間距扭力。在一第一步驟5〇裡，會 決定出該平面馬達移動部分的所需力度及扭力。然在步： 51裡’錄制系、统決定應被施加於各施力$的主要力度指 令，使得當將這些主要力度與因這些主要力度而生之寄生 性的間距扭力相合併時，其總和會等於在步驟5〇裡，該平 面馬達移動部分内的所需力度及扭力 '然後將這些主要力 度指令施用於交換演算法55,這可提供所需供應至四個施 力器裡三相各者的電流。 為執行步騾5 1，會需要一些數學模型處理。下列的等式 可模型化理想狀態下無間距扭力的該平面馬達移動部分。 為提供一唯一解，該模型會要求該χ施力器在2方向上的力 85074 -23- 1228271 度成分可提供在z方向上總力度的—半， 方向上的力度成分可提供繞於2軸之總扭力的—半^本在發 明具體貫施例也可藉其他模型所實作，會利用不同假^ 只要如下等式所示之等同特徵矩陣的決定項為非零。

Fx ’ 1 1 0 Fy 0 0 l Fz ο 0 0 Tx 0 〇 -之 Ty ζ ζ 0 Τζ 〇5>Fz 0 0 0 05 Τζ Λι 〇 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 —Ύ -Xd 3V 0 ^Xxl 一、 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 ' 0 Fxx2 1 %丨 (Fyyi Fzxl 0 ^Zxl 0 0 β (7)

Fx、Fy及卜係在該平面馬達移動部分上的總力度，稱之 為所需力度° Tx、Ty及Tz為該平面馬達移動部分繞於各轴 所產生的扭力，稱之為所需扭力。即如前述，&代表所兮 之施力器0U或X2)在X方向上所產生的力度，Fy—代表所註 之施力器（yl或y2)在Y方向上所產生的力度，而Fz_代表所 註之施力器（XI、x2、yl或72)在2方向上所產生的力度。各 施力益作用點相反於該平面馬達移動部分25、35之質量中 心30、40的座標，是由註以足標表示施力器（χι、χ2、乃或 乃）之X、y或ζ所給定。在此模型中，係假設相反於該等質量 中心30、40，所有施力器之所有作用點在2方向上的位置將 曰疋相同（Z)。自此亦假定Χχ1=Χχ2、、x^=Xy2以及 yy i =yyS。這兩項假定並非本發明具體實施例的關鍵特徵而 85074 -24- 1228271 屬較佳者，原拉 當將間距扭力疋可減少計算複雜度。 W入本模型後，該等式會變 1 ο ο ο ζ α 十 ζ looo-α^οΛ olo Go^loo φ 1 ο 1 ο 一 or.yo ο οοιλμοιο οοιΛίιοιοX, ooli+Hyooo Λ-- ο ο 1 θ * 1 >1'ο ο ο \1/ 8 x2^/2xlr2y!y2 FAh ofzfzafz 其中 =C, θ = C2 ·sin α = Ct · sin β = C2 · sini τ 2 (9) (10) (Π) (12) 各間距扭力成分^、0、 體實施例所討論者相同。 此模型可供決定施力器，F X1到Fzy2 ’按整體方式，i 平面馬達移動部分上產生所需为 …l………度及扭力F，Tz而戶“可执 a 及冷會與如前參照於第 之力度。藉轉換該等式8的8 X 8矩陳可;ρ π‘ 干J侍下式，由此 85074 -25- 1228271 於該平面馬達蔣、 動邵分所需要的整體力度及扭力，決定出 各施力益之所需主要力度。

t I 0 0 ^» + 9 ---- D .^ι+θ ;—*—. D D 〇 Ο 〇 〇 Ο 〇 〇 Ο 〇 0 Ο 〇 •ζ % ο 〜 D 0 ^ T.ivL ϋ：Sj^1 ii hLil 0 D Ι^ι-β) yxl u ' 〇 ^ M i 0 0 1 丨丨_ 1 Xyl i.fccP) 1Λ，丨· 〇) .iiici] (v〇) 卜Λ· Φ+ )^,.a+ 0.CL) 八丨.D ("Λι-y ^yyl^^Q-a) >sr〇 (a〜”.n.p) 〜·/> (α·〜”.\·-φ.β)

Fy

Ty Tz 05· Fz (λ5·Γζ %· (13) 其中 D = UiJyl，p，e 十 (14) 在此指出該各X及Υ施力器4 ..A A w 刀态又计异式内的許多分項實僅遍赢 為另一施力器X或γ之备值分瑁 攀 各施力器内之所需力二數:所需以決定 此0)皆與該平面馬達移動部分位置相=I、a及万（並因 達運作而予以更新。 5相關，故必須隨著該馬. 可在每次當更新該力度計算作業時，執 在各施力器中所需力度的計篡 為乂找出 圍的位置計算出部分的計算戈，S 者，可預先對一範 1异式，即如（/)、0、“及 唯一的變數是該平面馬達移動 点（其中 勒邵刀相反於該固定部 . 85074 •26· 1228271 置）並將其存放於記憶體内。可從該記憶體中利用適當的 數值來執行剩餘的計算作業。各數值所需要的位置範圍會 、為a平面馬達移動部分之質心相反於該固定部分内其一 兹鐵的範圍。當該質心位在對於該固定部分内另一磁鐵之 相同相反位置，而該另一磁鐵具平行於該第一磁鐵之磁鐵 極性的指向時，該平面馬達移動部分的其他位置會具有相 同的φ、θ、α及β數值。 县體貫施例3 第一種用以補侦因力度所產生之間距扭力的方式係提供 種子S /灸算法，像疋神經網路，可因演練以對各施力器

提=正確力度指令（或是直接地對於各施力器為必要的I 相包流）’以產生在平面馬達移動部分上整體的所需力度及 扭力。 在如前之所有具體實施例裡，間距扭力補償作業僅屬所 需為控制該平面馬達移動部分之控制系統的一部份。圖9 描述該控制系統内的各種進—步元件。在步驟6〇，會決定 架置於該平面馬達移動部分之光罩或基板上的目標範圍之 所需加速度。在處理61處會執行稱之為「增益排程作業」， 以決疋該平面馬達移動部分的所需加速度62，俾產生該目 標範圍 < 所需加速度。接著，一處理63處會利用—稱之為 「增益平衡作業」’來決定該平面馬達移動部分的所需力度 及扭力64。 & 此處理63考慮到該平面馬達中央部分的各項力度，而、 疋由力度所產生者這些力度可例如包含該平面馬達移動 85074 -27- 1228271 部分的重量，及像是纜線支背的外部力度。該增2 業亦可考慮到施力器所產生之各力度的作用平衡作 例中該增益平衡作業63會是對各施力器的心目:= 6:、:然而，這並未考慮到間距扭力。因此，步驟6二會二 W間距扭力。然後將各施力器内的真實所需力度提供达 該交換演算法66,決定四個施力器之三相電流各者的所： 電流。對於增益排程作業的進—步資訊可參 請第02250966.5號案，玆併入本案以為參考。 可藉前述任力咖錄…，，彳㈣在第·· —具體實施例的步驟42到44裡，即如圖7所示。在第二且_ 實施例中’等式13既已將各施力器之作用隸置納^ 量。因此該增益排程作業僅需考慮到作用於平面馬達移動 邵分上的其他力度’並整體地決定該移動部分的所需整體 力度及扭力。或另者’或希望執行標準式增益平衡作業為 :，其結果會是各施力器内的所需力度，且由此決定出應 :供至各施力器以補償間距扭力的所需力度指令。為藉 · 第二具體實施例方法獲此結果，f需要進行—些進—步處罾 理。為便說明，上述的等式7可改寫為：

Fx

Fy

Fz

Τχ

Ty Τζ · Fz 85074 -28 - (15) 1228271 馬達移動部分 度間的理想關 其中[Aideai]係一 8乘8矩陣’此式可將該平面 上的整體力度及扭力，與各個施力器内之力 係模型化。同樣地，前述的等式8可改寫為

Fx

Fy

Fz

Ty = ί^ιΐί^ι] Tz 05-Fz 05·ΤΖ (16)%# 其中[Aidea:]係-8乘8矩陣，此式將間距扭力併人該模型 内。合併這兩個等式並加以重組，可獲下式 kum,] (17)

如此，即可得到一考慮到間距扭力而必須提供給 器之真實力度[Freal]，以及在增益平衡作業步驟63内所決定 《理想力度[Fideal]兩者間的關係式。為便說明，等式㈣ 展開版本可如隨附圖式中的圖1〇所示。再次地，可藉各X 及:施力器内所需力度各者之許多分項，實為其他…施 1内所茜力度之为項的負值之事實，來降低所需的計算 數量：即如前述，p0、α及石(因此D)會與該平面馬達 移=邵分的位置相_，從而需隨著馬達運作而加以更新。 又前文雖係按本發明特定具體實施例而描述，然應瞭解本 發明可另按前述以外方式所實作。該等說明非為限制本發 85074 -29- 1228271 明。 表一.具或不具補償之所欲扭力偏離值 未經補償之最大/最小 既經補償之最大/最小 T desired Tx? actual [Nm] Ty, actual [Nm] Tx? actual[Nm] Ty，actual [Nm] Tx=lNm 1.03/0.97 0.066/-0.066 +1.003/+0.995 +5e - 4/-4e-3 Ty=lNm 0.066/-0.066 1.03/0.97 +4e-3/-5e-4 +1.003/+0.995 Tz-lNm +4e-2/-4e-2 +4e-2/-4e-2 +3e-3/-3e-3 +3e-3/-3e-3 Tx= Ty = Tz 1.054/0.946 1.104/0.896 1.008/0.994 1.002/0.993 =lNm 【圖式簡單說明】 現將參照於後載略圖，按範例方式說明各項本發明具體 實施例，其中： 圖1描述一根據本發明具體實施例之微影投射裝置； 圖2描述一傳統設計之平面馬達； 圖3描述一平面馬達之固定部分細部圖； 圖4描述一傳統設計之平面馬達的移動部分； 圖5描述一根據本發明之平面馬達的移動部分； 圖6描述一根據本發明之平面馬達移動部分的替代項； 圖7表示一根據本發明之平面馬達控制系統的元件； 圖8表示一根據本發明之平面馬達控制系統元件的替代 性具體實施例； 圖9表示一根據本發明之平面馬達控制系統的進一步元 件；以及 圖1 0顯示一用以補償各間距扭力之等式。 85074 -30- 1228271 在各圖式中’相反應之參考符號表示相反應部分 【圖式代表符號說明】 〇 23、4、5 6 7 11 〜18 11、12 13、η 15、16 17、18 19 平面馬達固定部分 平面馬達移動部分 永久磁鐵 磁鐵橫列 磁鐵縱行 線圈集組 第一 X施力器組對 第二X施力器組對 第一 Y施力器組對 第二Y施力器組對 基座 20 25、 35 26、 27 26〜28、36一 38 26 > 36 27、 37 28、 38 29、 39 30、 4〇 40 質量中心 移動局部 X施力器 力度 第一X施力器 第二X施力器 第一Y施力器 第二Y施力器 質量中心 平面馬達移動部分的 7所需力度 及扭力 85074 -31- 1228271 41 42 43 44 45 50 5 1 55 60 61 62 63 決定各施力器内的所需力度 決定會由這些力度所產生的總 間距扭力 決定在各施力器内所需以抵銷 間距扭力之力度 加總各施力器内的所需力度 交換演算法 在X及Y方向上的平面馬達移動 部分位置 施力器 平面馬達移動部分的所需力度 及扭力 決定當施加於各施力器時，會 合併於各力度所產生的間距扭 力而獲整體所需力度及扭力之 力度指令 交換演算法 施力器 在X及Y方向上的平面馬達移動 部分位置 所需之加速度 增益排程作業 移動部分的所需加速度 增益平衡作業 85074 -32- 1228271 64 各施力器内的理想所需力度 65 間距扭力補償作業 66 交換演算法 施力器 在X及Y方向上的平面馬達移動 ^ 部分位置 85074 -33-

Claims (1)

1228271 第〇921 〇94〇4號專利申請案 中文申凊專利範圍替換本(93年10月） 〒>年(。月咚曰修正本 拾、申請專利範園： 1 · 一種用以製造積體電路裝置之微影方法，其中包含下列 步驟： -提供一基板，其至少部分地由一輻射敏感材料薄層所 覆蓋； —利用一輻射源以提供一輻射投射光束； -利用圖案化裝置，以對該投射光束在其截面區段内賦 予一圖案； '將该、經圖案化輕射光束投射於該輻射敏感材料薄層 之一目標局部上， -藉一平面馬達將其一基板及該圖案化裝置予以定 位，该平面馬達包含複數個線圈集組，各對於該平面 馬達的移動部分在一給定方向上產生至少一主要力 度’和至少一偽生（spurious)扭力，該扭力與該主要 力度相關，以及 -決定為進行該平面馬達定位作業所需之各主要力度。 其特徵在於 -決定對於各個所需之主要力度的校正結果，讓校正效 應能夠至少部分地補償在該平面馬達移動部分上之 偽生扭力的總和；以及 才疋供控制信號給該線圈集組’以產生内含該等校正結 果之主要力度。 2 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中可從所需主要力度 導出該校正結果。 85074-931015.doc

1228271 3. 如申請專利範園冑2項之方法，其中由各線圈集組所 產生之偽生扭力會繞於—軸線而動作，該軸線與至少一 主要力度的方向垂直’而該力度係由該線圈集組所產生 且與該線圈集組内之線圈的平面互為平行。 4. 如申請專利範圍第…項之方法，其中該決定校正結果 的步騾包含： -決定偽生扭力’其係由該線圈集組所施加而無校正項 之所需主要力度所造成； —決定在該線圈集組内的補充性主要力度組合方式’其 對該平面馬達移動部分上產生—等於各偽生扭： 和之相反數的扭力；以及 ~ -利用這些互補力度作為校正結果。 5·如中請專利範圍第…項之方法，其中該決 的步騾包含： ^ I -決定對各所需之主要力度的校正力度，使得當由 圈集組施用該等校正力度及所需之主和 時’該主要力度及偽生力度之效應的總二 定位步驟時所需之力度及扭力。 、貝為進仃 6.如申請專利範圍第5項之方法，其中是利 進行決定所需之位移力户万所兩士⑯丄、 守式木 驟： 耖力度及所而王要力度之總和的步 85074-931015.doc 1228271 /< r.l,lyi*i«lx]y»y3 ^-Fl^^iiFZiiifz 112 s 中 其 l 1 o o nw —i 1 ZH Q Q Q i 3 n- Q ο ο ο Q ο o o o o o XTXT τ r D V^-Dy,.j Q ο o 丄 H1TLQ ©0.r., 可. ,ί :/ k,· \—/ ·α θ 十.1予下 Φ1 y/i D QJrl I X Ψ T M, ί oi.as. .da rls. Jc十 A*w =-C\ · sin C^sinl—+2； a = Ct · sin =Cn · sin 其中： Fxx_表示在第一方向上，標示為X，藉由第一 X施力器 xl及第二X施力器x2所產生的力度； Fyy_表示在第二方向上，標示為Y，藉由第一 Y施力器 yl及第二Y施力器y2所產生的力度； 85074-931015.doc 1228271 Γ——， ~-—1.::』 Fz一表示因各父及Y施力器χ1、x2、y 1及y2，在垂直於 該第一及第二方向且經標示為Z之第三方向上所造成的 力度； C1及C2為該特定平面馬達的常數； X代表該平面馬達移動部分在X方向上相反於該固定 部分之一預定位置的位置； y代表該平面馬達移動邵分在γ方向上相反於該固定 部分之一預定位置的位置； 万代表該平面馬達移動部分内所用之永久磁鐵的排 、置間距； Χχΐ代表該第一 Χ施力器χ1之作用點與該平面馬達移 動部分之質量中心間，以及在該第二X施力器Χ2之作用 點與該平面馬達移動部分之質量中心間，在X方向上的 距離； Xyl代表該第一 γ施力器y1之作用點與該平面馬達移 動部分之質量中心間，以及在該第二y施力器y2之作用 點與該平面馬達移動部分之質量中心間’在χ方向上的 距離； yxi代表該第一 x施力器χ1之作用點與該平面馬達移 動部分之質量中心間，以及在該第二x施力器x2之作用 點與該平面馬達移動部分之質量中心間，在y方向上的 距離； yyl代表該第一 γ施力器y1之作用點與該平面馬達移 動部分之質量中心間’以及在該第二y施力為y 2之作用 85074-931015.doc T 一 .. m.m. ·· · 1228271 減丨 s-...十..·ί.--. .. '.'—cr:」·η.… 點與該平面馬達移動部分之質量中心間，在丫方向上的 距離； Ζ代表於所有施力器之作用點與該平面馬達移動部分 之質量中心間在Ζ方向上的距離； Fx代表為定位該平面馬達移動部分，在χ方向該平面 馬達移動部分上之所需力度； Fy代表為走位该平面馬達移動部分，在γ方向該平面 馬達移動部分上之所需力度； Fz代表為定位該平面馬達移動部分，在z方向該平面 馬達移動部分上之所需力度； Tx代表為疋位該平面馬達移動部分，該平面馬達移動 部为上繞於一與該X方向平行之軸線的扭力； Ty代表為疋位該平面馬達移動部分，該平面馬達移動 邰分上繞於一與該Y方向平行之軸線的扭力；以及 Tz代表為疋位該平面馬達移動部分，該平面馬達移動 部分上繞於一與該Ζ方向平行之軸線的扭力。 7·如申請專利範圍第1或2項之方法，其中在該定位步驟中 僅利用到四個線圈集組來提供定位力度，且該等四個線 圈集組可在兩個平行於該線圈集組之平面的正交方向 上產生力度。 8· —種電腦可讀取媒體，其包括用以控制微影投射裝置之 電腦程式，其在一電腦或微處理器上被執行，該電腦程 式包含用以指示該裝置俾執行下列步騾之指令： 85074-9310l5.doc 1228271 Μ, η 、、，平面馬達來定位該基板及圖案化裝置其一者；該 平面馬達包含複數個線圈集組，各者會對於該平面馬 達的移動部分名 ^ ^ 、 刀在—給疋万向上產生至少一主要力 度和土 /偽生扭力，此者與該主要力度相關，以 及 —決足為進行該平面馬達定位作業所需之各主要力度； 其特徵在於該電腦程式進一步包含用以指示該裝置 俾執行下列步驟之編碼裝置： -決定對於各個所需之主要力度的校正結果，讓校正效 應能夠至少邵分地補償在該平面馬達移動部分上之 偽生扭力的總和；以及 -才疋供控制#號給該線圈集組，以產生内含該等校正結 果之主要力度。 9· 一種微影投射裝置，其中包含： --輻射系統，用以提供一輻射投射光束； 支撐結構，以支撐圖案化裝置，該等圖案化裝置係 作為將該投射光束按照所欲圖案而予圖案化； -一基板桌架’用以握持一基板； 一一投射系統，用以將一圖案化光束投射於該基板之一 目標部份上；以及 ——平面馬達’用以藉一平面馬達將圖案化裝置及該基 板桌架其，予以定位，該平面馬達包含複數個線圈集 組，各者會對於該平面馬達的移動部分在一給定方向 上產生至少一主要力度，和至少一偽生扭力，該扭力 85074-931015.doc -6- 1228271 .....——-η 年卜月少日 ,——甫充 ______________」 係與該主要力度相關；以及 一力度決足裝置，用以決定為進行該平面馬達定位作 業所需之各主要力度； 其特徵在於該裝置進一步包含： -一校正裝置，用以決定對各個所需之主要力度的校疋 結果，乘权正效應能夠至少部分地補償在該平面馬達 移動邵分上之偽生扭力的總和；以及 --控制裝置，用以提供控制信號給該線圈集組，以於 各線圈集組態設定處，施加所需之主要力度及該等校 正結果之總和。 85074-931015.doc