TWI397788B - 致動系統、微影裝置及器件製造方法 - Google Patents

致動系統、微影裝置及器件製造方法 Download PDF

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Description

致動系統、微影裝置及器件製造方法
本發明係關於一種用於定位微影裝置內之光學組件的系統及方法。
微影裝置為將所要圖案施加至基板上(通常施加至基板之目標部分上)的機器。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)之製造中。在該情況下，圖案化器件(其或者被稱作光罩或主光罩)可用以產生待形成於IC之個別層上的電路圖案。可將此圖案轉印至基板(例如，矽晶圓)上之目標部分(例如，包含晶粒之一部分、一個晶粒或若干晶粒)上。圖案之轉印通常係經由使用UV輻射光束而將圖案成像至提供於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。一般而言，單一基板將含有經順次圖案化之鄰近目標部分的網路。已知微影裝置包括：所謂的步進器，其中藉由一次性將整個圖案曝光至目標部分上來照射每一目標部分；及所謂的掃描器，其中藉由在給定方向(「掃描」方向)上經由輻射光束而掃描圖案同時平行或反平行於此方向而同步地掃描基板來照射每一目標部分。亦有可能藉由將圖案壓印至基板上而將圖案自圖案化器件轉印至基板。
在該微影裝置中，可能有必要精確地控制一或多個光學組件(諸如，經組態以調節輻射光束之照明系統內的彼等光學組件，或經組態以將經圖案化輻射光束投影至基板上之投影系統內的彼等光學組件)之位置。因此，微影裝置 通常併有致動系統，致動系統相對於微影裝置之一或多個額外光學組件來精確地定位微影裝置之光學組件。
另外，現有致動系統通常儘可能精確地定位微影裝置內之光學組件。此等現有致動系統通常併有展現高剛度位準之個別致動器，藉此最大化光學組件對致動機構之回應的精確度。舉例而言，現有致動系統可併有展現相對較高剛度之壓電致動器。
然而，現有致動系統之總剛度可能不與個別致動器之剛度一樣高。舉例而言，每一致動器可與機械解耦機構相關聯，機械解耦機構確保系統僅在驅動方向上為堅硬的且不在其他方向(諸如，旋轉方向)上為堅硬的。儘管此等機械解耦機構為必要的，以便避免在使用致動系統期間之機械變形，但此等機械解耦機構可導致致動器至光學組件之連接之剛度的顯著降低。舉例而言，用以控制光學組件之位置的壓電致動器可具有200 N/μm之剛度，而解耦機構可僅具有120 N/μm之剛度。在此情況下，壓電致動器至光學組件之連接的組合剛度僅為75 N/μm，此導致致動系統之效能降低。
因此，需要一種用於精確地控制微影系統之一或多個光學組件之位置同時維持相對較高總剛度程度的系統及方法。
在一實施例中，提供一種控制微影裝置內之第一組件相對於微影裝置內之第二組件之位置的致動系統。致動系統 包括第一致動器，第一致動器經組態以在第一組件之安裝點與第二組件之間提供在平行於致動方向之方向上之位移，以便控制第一組件相對於第二組件之位置。另外，致動系統亦包括第二致動器，第二致動器在與第二致動器相關聯之參考質量與微影裝置之第一組件之安裝點之間提供平行於致動方向之位移。
在另一實施例中，提供一種用於控制微影裝置內之第一組件相對於微影裝置內之第二組件之位置的方法。藉由在第一組件之安裝點與第二組件之間施加第一位移而控制第一組件相對於第二組件之位置。隨後，在第一組件之安裝點與參考質量之間施加第二位移，且第二位移係在平行於第一位移之方向的方向上。
在另一實施例中，提供一種微影裝置，微影裝置具有：照明系統，照明系統經組態以調節輻射光束；投影系統，投影系統經組態以將經圖案化輻射光束投影至基板之目標部分上；及致動系統，致動系統控制微影裝置內之第一組件相對於微影裝置內之第二組件的位置。致動系統包括第一致動器，第一致動器經組態以在第一組件之安裝點與第二組件之間提供在平行於致動方向之方向上之位移，以便控制第一組件相對於第二組件之位置。致動系統亦包括第二致動器，第二致動器在與第二致動器相關聯之參考質量與微影裝置之第一組件之安裝點之間提供位移，且由第二致動器所提供之位移係在平行於由第一致動器所提供之位移的方向上。
在另一實施例中，提供一種器件製造方法，器件製造方法使用照明系統而調節輻射光束、使用圖案化器件而將圖案賦予至輻射光束之橫截面、使用投影系統而將經圖案化輻射光束投影至基板上，及控制照明系統、圖案化器件或投影系統之第一組件相對於照明系統、圖案化器件或投影系統之第二組件的位置。控制步驟包括：(i)藉由在第一組件之安裝點與第二組件之間施加第一位移而控制第一組件相對於第二組件之位置；及(ii)在第一組件之該安裝點與參考質量之間施加第二位移，第二位移係在平行於第一位移之方向的方向上。
以下參看隨附圖式來詳細地描述本發明之另外實施例、特徵及優點，以及本發明之各種實施例的結構及操作。
併入本文中且形成本說明書之一部分的隨附圖式說明本發明之一或多個實施例，且連同描述進一步用以解釋本發明之原理且使熟習相關技術者能夠製造及使用本發明。
本說明書揭示併有本發明之特徵的一或多個實施例。所揭示實施例僅例示本發明。本發明之範疇不限於所揭示實施例。本發明係由此處附加之申請專利範圍界定。
所描述之實施例及在本說明書中對「一實施例」、「一實例實施例」等等之參考指示所描述之實施例可包括特定特徵、結構或特性，但每一實施例可能未必包括特定特徵、結構或特性。此外，該等短語未必指代同一實施例。另外，當結合一實施例來描述特定特徵、結構或特性時，應 理解，無論是否明確地進行描述，結合其他實施例來實現該特徵、結構或特性均在熟習此項技術者之認識內。
本發明之實施例可以硬體、韌體、軟體或其任何組合來實施。本發明之實施例亦可實施為儲存於機器可讀媒體上之指令，其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以可由機器(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(RAM)；磁碟儲存媒體；光學儲存媒體；快閃記憶體器件；電學、光學、聲學或其他形式之傳播信號(例如，載波、紅外線信號、數位信號，等等)；及其他者。另外，韌體、軟體、常式、指令可在本文中被描述為執行某些行動。然而，應瞭解，該等描述僅係出於方便起見，且該等行動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。
圖1示意性地描繪適合用於本發明之微影裝置的實施例。裝置包括：照明系統(照明器)IL，其經組態以調節輻射光束B(例如，UV輻射或DUV輻射)；支撐結構(例如，光罩台)MT，其經建構以支撐圖案化器件(例如，光罩)MA且連接至經組態以根據某些參數來精確地定位圖案化器件之第一定位器PM；基板台(例如，晶圓台)WT，其經建構以固持基板(例如，塗覆抗蝕劑之晶圓)W且連接至經組態以根據某些參數來精確地定位基板之第二定位器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。
照明系統可包括用於引導、成形或控制輻射之各種類型的光學組件，諸如，折射、反射、磁性、電磁、靜電或其他類型的光學組件，或其任何組合。
支撐結構支撐(亦即，承載)圖案化器件。支撐結構以視圖案化器件之定向、微影裝置之設計及其他條件(諸如，圖案化器件是否固持於真空環境中)而定的方式來固持圖案化器件。支撐結構可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術來固持圖案化器件。支撐結構可為(例如)框架或台，其可根據需要而為固定或可移動的。支撐結構可確保圖案化器件(例如)相對於投影系統而處於所要位置。可認為本文對術語「主光罩」或「光罩」之任何使用均與更通用之術語「圖案化器件」同義。
本文所使用之術語「圖案化器件」應被廣泛地解釋為指代可用以在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以便在基板之目標部分中形成圖案的任何器件。應注意，例如，若被賦予至輻射光束之圖案包括相移特徵或所謂的輔助特徵，則圖案可能不會精確地對應於基板之目標部分中的所要圖案。通常，被賦予至輻射光束之圖案將對應於目標部分中所形成之器件(諸如，積體電路)中的特定功能層。
圖案化器件可為透射或反射的。圖案化器件之實例包括光罩、可程式化鏡面陣列，及可程式化LCD面板。光罩在 微影術中為熟知的，且包括諸如二元交變相移及衰減相移之光罩類型，以及各種混合光罩類型。可程式化鏡面陣列之一實例使用小鏡面之矩陣配置，該等小鏡面中之每一者可個別地傾斜，以便在不同方向上反射入射輻射光束。傾斜鏡面將圖案賦予於由鏡面矩陣所反射之輻射光束中。
本文所使用之術語「投影系統」應被廣泛地解釋為涵蓋任何類型之投影系統，包括折射、反射、折射反射、磁性、電磁及靜電光學系統或其任何組合，其適合於所使用之曝光輻射，或適合於諸如浸沒液體之使用或真空之使用的其他因素。「投影系統」可包括各種光學組件，諸如，以上參考照明系統所描述之光學組件。可認為本文對術語「投影透鏡」之任何使用均與更通用之術語「投影系統」同義。
如此處所描繪，裝置為透射類型(例如，使用透射光罩)。或者，裝置可為反射類型(例如，使用如以上所提及之類型的可程式化鏡面陣列，或使用反射光罩)。
微影裝置可為具有兩個(雙平台)或兩個以上基板台(及/或兩個或兩個以上光罩台)的類型。在該等「多平台」機器中，可並行地使用額外台，或可在一或多個台上進行預備步驟，同時將一或多個其他台用於曝光。
參看圖1，照明器IL自輻射源SO接收輻射光束。舉例而言，當輻射源為準分子雷射時，輻射源與微影裝置可為單獨實體。在該等情況下，不認為輻射源形成微影裝置之一部分，且輻射光束借助於包含(例如)適當引導鏡面及/或光 束放大器之光束傳送系統BD而自輻射源SO傳遞至照明器IL。在其他情況下，例如，當輻射源為汞燈時，輻射源可為微影裝置之整體部分。輻射源SO及照明器IL連同光束傳送系統BD(在需要時)可被稱作輻射系統。
照明器IL可包含用於調整輻射光束之角強度分布的調整器AD。通常，可調整照明器之瞳孔平面中之強度分布的至少外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別被稱作σ外部及σ內部)。此外，照明器IL可包含各種其他組件，諸如，積光器IN及聚光器CO。照明器可用以調節輻射光束，以在其橫截面中具有所要均一性及強度分布。
輻射光束B入射於被固持於支撐結構(例如，光罩台MT)上之圖案化器件(例如，光罩MA)上，且由圖案化器件圖案化。在橫穿光罩MA後，輻射光束B穿過投影系統PS，投影系統PS將光束聚焦至基板W之目標部分C上。借助於第二定位器PW及位置感測器IF(例如，干涉量測器件、線性編碼器或電容性感測器)，基板台WT可精確地移動，例如，以便在輻射光束B之路徑中定位不同目標部分C。類似地，第一定位器PM及另一位置感測器(其未在圖1中被明確地描繪)可用以(例如)在自光罩庫之機械擷取之後或在掃描期間相對於輻射光束B之路徑來精確地定位光罩MA。一般而言，可借助於形成第一定位器PM之一部分的長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現光罩台MT之移動。類似地，可使用形成第二定位器PW之一部分的長衝程模組及短衝程模組來實現基板台WT之移動。在步進 器(與掃描器相對)之情況下，光罩台MT可僅連接至短衝程致動器，或可為固定的。可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準光罩MA及基板W。儘管如所說明之基板對準標記佔用專用目標部分，但其可位於目標部分之間的空間中(此等被稱為切割道對準標記)。類似地，在一個以上晶粒提供於光罩MA上之情形中，光罩對準標記可位於該等晶粒之間。
所描繪裝置可用於以下模式中之至少一者中：
1.在步進模式中，在將被賦予至輻射光束之整個圖案一次性投影至目標部分C上時，使光罩台MT及基板台WT保持基本上靜止(亦即，單重靜態曝光)。接著，使基板台WT在X及/或Y方向上移位，使得可曝光不同目標部分C。在步進模式中，曝光場之最大尺寸限制單重靜態曝光中所成像之目標部分C的尺寸。
2.在掃描模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，同步地掃描光罩台MT及基板台WT(亦即，單重動態曝光)。可藉由投影系統PS之放大率(縮小率)及影像反轉特性來判定基板台WT相對於光罩台MT之速度及方向。在掃描模式中，曝光場之最大尺寸限制單重動態曝光中之目標部分的寬度(在非掃描方向上)，而掃描運動之長度判定目標部分之高度(在掃描方向上)。
3.在另一模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，使光罩台MT保持基本上靜止，從而固持可程式化圖案化器件，且移動或掃描基板台WT。在此模 式中，通常使用脈衝式輻射源，且在基板台WT之每一移動之後或在掃描期間的順次輻射脈衝之間根據需要而更新可程式化圖案化器件。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化器件(諸如，如以上所提及之類型的可程式化鏡面陣列)之無光罩微影術。
亦可使用對以上所描述之使用模式之組合及/或變化或完全不同的使用模式。
圖2描繪用於控制微影裝置內之光學組件之位置的習知致動系統。在圖2中，致動器10控制微影裝置(諸如，圖1所描繪之微影裝置)內之光學組件11的位置，且致動器10可經組態以提供在致動方向12上產生位移之力。具體而言，致動器10可在其安裝至之參考框架13與光學組件11之安裝點11a之間提供沿著致動方向12之位移。在一實施例中，致動器10可為壓電致動器。
在圖2中，致動器10藉由機械解耦機構14而連接至安裝點11a。在一實施例中，機械解耦機構14可為經配置以在致動方向12上具有相對較高剛度且在其他方向(諸如，圍繞垂直於致動方向12之軸線之旋轉方向)上具有相對較低剛度之撓曲物。另外，機械解耦機構可經配置以圍繞為大體上相互垂直且均垂直於致動方向12之兩個軸線而具有相對較低剛度。
另外，在圖2中，位置感測器15可量測光學組件11相對於參考框架13之位移及/或位置中的至少一者。
圖2之致動系統包括單一致動器以定位光學組件11。然 而，致動系統(諸如，圖2所描述之致動系統)可包括經組態以在多個移動模式中控制光學組件11之位置的複數個致動器。舉例而言，致動系統可包括經組態以控制光學組件11之旋轉移動的三個致動器。
圖3a及圖3b示意性地表示圖2所描繪之習知致動系統。在圖3a及圖3b中，藉由m 1 而表示光學組件11之質量。在圖3a中，致動系統可被視為與剛度c 1 串聯而產生位移xp 1 之位移致動器。或者，如圖3b所描繪，致動系統可被視為具有藉由平行力F 1 (其等效於c 1 xp 1 )而作用之剛度c 1 。熟習此項技術者將認識到，圖3a及圖3b所描繪之表示模式為等效的。
另外，圖3a及圖3b所描繪之系統的共振頻率f 可由以下方程式判定：
對於低頻率(亦即，低於共振頻率之頻率)，具有質量m 1 之光學組件11的位移約略等於位移xp 1 。對於更高頻率(亦即，高於共振頻率之頻率)，將質量m 1 解耦且可將剛度c 1 視為不存在的。在該實施例中，質量m 1 之位移變得與頻率之平方成反比。
圖4為圖3a及圖3b之習知致動系統的波德(Bode)圖，其中質量m 1 為10 kg且剛度c 1 為100 N/μm。如圖4所描繪，致動系統之共振頻率接近於500 Hz。
圖5為根據本發明之一實施例的用於控制微影裝置內之 光學組件之位置之致動系統的示意性表示。在圖5中，參考質量m 2 經提供且藉由具有剛度c 2 及提供位移xp 2 之第二致動器而連接至質量m 1 之光學組件。
如圖5所描繪，參考質量m 2 可為自由質量，亦即，僅連接至第二致動器之質量。因此，參考質量m 2 可能無需機械解耦機構。此外，參考質量m 2 可顯著地小於光學組件之質量m 1 。然而，如以下所解釋，藉由適當地驅動第二致動器，可改良控制光學組件之位置之第一致動器10的有效剛度。
對於低於系統之任何共振頻率的頻率，質量m 1 之光學組件的位移保持約略等於位移xp 1 。位移xp 2 不影響質量m 1 之光學組件的位置。
圖6為在第一致動器位移xp 1 後圖5所描繪之系統之回應的波德圖。在圖6之實施例中，光學組件11之質量m 1 保持10 kg，剛度c 1 為100 N/μm，參考質量m 2 為1 kg，且剛度c 2 為20 N/μm。
如圖6所描繪，圖3a及圖3b所描繪之系統之為500 Hz的原始共振頻率歸因於參考質量m 2 之額外質量而降低至460 Hz。此外，由於剛度c 2 與參考質量m 2 之組合，在770 Hz下引入額外共振頻率。
在一實施例中，與參考質量m 2 相關聯之致動器經控制，使得與位移xp 1 成比例地致動位移xp 2 。在該實施例中，可增加系統之最低共振頻率，藉此增加系統之有效剛度。
為了對與參考質量m 2 相關聯之致動器實現該控制，必須 計算以下轉移： 其中x 1 為質量m 1 之實際運動。在方程式(2)及(3)中，實際運動x 1 對位移xp 1 及位移xp 2 之回應係由相同分母多項式D(s) 但不同分子多項式N1(s) 及N2(s) 支配。
函數D(s) 含有兩個複數極點集合。在圖6之實施例中，一複數極點集合對應於460 Hz之共振頻率，而另一集合對應於770 Hz之共振頻率。當計算函數D(s) 時，選擇具有最小頻率之複數極點集合，且在以上實例中，選定集合將對應於460 Hz之共振頻率。一旦針對D(s) 而選擇複數極點，便計算增益k ，使得N1(s) +k N2(s) 中之零匹配於先前自D(s) 所選擇之集合。在一實施例中，k 僅為增益，但更一般化地，k 可為轉移函數k(s) 。
在一實施例中，增益k 為用以判定位移xp 2 之致動的比例因數，且可找到增益k ，使得兩個固有頻率中之最低者藉由零而消除。因此，若以增益k 而與位移xp 1 成比例地控制位移xp 2 ，則自控制信號至實際運動x 1 之轉移函數不再展示最低共振頻率，因為最低共振頻率藉由零而消除。
如圖7所示，可自位移xp 1 至實際運動x 1 及位移xp 2 至實際運動x 1 之轉移的波德圖建構替代解釋。對於低頻率，實際運動x 1 連同位移xp 1 移動，因此，存在為1之比率，此導致 波德圖中之平坦0 dB線(如由實線所描繪)。另一方面，位移xp 2 僅具有對實際運動x 1 之極小效應，此導致隨著頻率而二次地上升(「+2斜率」)之極低增益(如由虛線所描繪)。兩個轉移均具有精確相同的共振峰值，但量值不同。如此，對於低頻率及對於在第一共振頻率下及高於第一共振頻率之頻率，兩個轉移函數之相位精確地相差180度。因此，若在第一共振下兩個轉移函數之峰值的量值相同，則兩個轉移函數之相加導致第一共振之精確消除。在該實施例中，增益k 精確地為使自位移xp 2 至實際運動x 1 之轉移函數中之峰值在量值上等於自位移xp 1 至實際運動x 1 之轉移函數中之峰值所需要的增益。換言之，在第一共振頻率下，k ＊ xp 2 及位移xp 1 導致實際運動x 1 之相同共振量值，然而具有相反符號，因此彼此消除。
圖8中描繪此方案之實施。受控機械器件具有兩個輸入(位移xp 1 及位移xp 2 )，及一個輸出(實際運動x 1 )。藉由控制器來控制輸出。控制器之輸出(位移xp 1 )發送至致動器，且在乘以增益k 之後亦將位移xp 2 發送至致動器。控制器必須控制之轉移函數現具有更高頻繁之共振峰值，此致能更大控制器頻寬且因此致能控制器設定點之更好追蹤。
根據此分析，增益k 採取以下形式：
在以上所描述之實施例中，增益k 等於6.7417。因此，以與第一致動器相同之符號而致動第二致動器，但位移xp 2 在振幅上比位移xp 1 大6.7417倍。在一實施例中，致動器經控制以提供指定位移。視所使用之致動器的本性而定，提供至致動器之控制信號可對應於待由每一致動器所提供之實際位移，或可對應於待由每一致動器所提供之力，以便提供所需位移。
圖9描繪系統在經驅動以使得由第二致動器所提供之位移以增益k 而與由第一致動器所提供之位移相關時的波德圖。如所展示，僅剩餘共振頻率為藉由提供第二致動器及參考質量所引入之新引入的共振頻率(即，在770 Hz下之共振頻率)。然而，因為參考質量m 2 可較小且可不存在解耦機構來影響剛度c 2 ，所以此新頻率可顯著地高於原始頻率，藉此改良系統之有效剛度。
圖10描繪根據本發明之一實施例的用於控制微影裝置之光學組件之位置的致動系統。類似於圖2所描繪之系統，提供致動器20以控制光學組件21在致動方向22上相對於參考框架23之位置。機械解耦機構24提供於致動器20與其連接至之光學組件21之安裝點21a之間。在一實施例中，致動器20可為壓電致動器。
此外，第二致動器26將參考質量27連接至光學組件之安裝點21a。在一實施例中，第二致動器26可為壓電致動器。致動系統進一步包括經配置以分別將控制信號提供至第一致動器20及第二致動器26之控制器30，以便提供為提供所要位移所需要之致動力。具體而言，控制器30可經組態以驅動第二致動器26，使得提供於參考質量27與光學組 件21之安裝點21a之間的位移與在參考框架23與光學組件21之安裝點21a之間由第一致動器20所提供之位移成比例。詳言之，可使用提供於方程式(4)中之公式而判定由第一致動器20及第二致動器26所提供之位移的比例常數，如針對特定致動系統所指定。
可提供位置感測器25以量測光學組件相對於位置感測器附著至之參考框架23a之部分之位移及/或位置中的至少一者。在一實施例中，且如圖10所描繪，可將位置感測器25安裝至第一致動器20安裝至之同一參考框架23。或者，例如，可將位置感測器安裝至與第一致動器20安裝至之參考框架分離的參考框架，以便減少第一致動器20安裝至之參考框架中所誘發之任何振動的效應。
在圖10之實施例中，第一致動器20直接安裝至參考框架23，且經由機械解耦機構24而連接至光學組件21。然而，在額外實施例中，可顛倒分別連接此等組件之次序。舉例而言，可將機械解耦機構24安裝至參考框架23，且可將致動器安裝於機械解耦機構24與光學組件21之間。
在圖10中，安裝點21a為光學組件21之一部分。然而，在額外實施例中，安裝點21a可為包括(但不限於)光學組件21之其他組件可安裝至之單獨組件。或者，安裝點可為機械解耦機構24之一部分。此外，可在單獨安裝點處將第二致動器26安裝至光學組件21。
另外，如圖10所描繪，第二致動器26在平行於第一致動器20之致動方向22的方向上在參考質量27與光學組件21之 安裝點21a之間提供位移。在額外實施例中，第一致動器20及第二致動器26無需在相同方向上操作，且視系統之組態而定，第一致動器20及第二致動器26可在相互相反的方向上操作。在該實施例中，增益k 可為負。
在圖10中，致動器20控制光學組件21之位置，且第二致動器26用以改良致動系統之表觀剛度。然而，在額外實施例中，可在不脫離本發明之精神或範疇的情況下藉由具有複數個致動器之致動系統而控制光學組件(諸如，光學組件21)。在該實施例中，可在複數個自由度中控制光學組件之位置。
舉例而言，可藉由具有分別對應於第一致動器20之三個致動器的致動系統而控制光學組件21。在該情況下，用以控制光學組件21之位置之致動器中的每一者可以對應於第二致動器26及參考質量27之方式而具備致動器及參考質量，以便增加致動系統之表觀剛度。
以本發明之方式而增加致動系統之表觀剛度的益處可為顯著的。舉例而言，將致動系統之剛度增加兩倍可將追蹤效能(即，光學組件之移動與所意欲移動的對應)改良類似量。此可顯著地改良經圖案化輻射光束至基板上之投影的疊對精確度。
儘管已根據用以控制微影裝置中之光學元件(例如，照明系統或投影系統之光學元件)之位置的致動系統而描述本發明，但應瞭解，本發明之致動系統可用以控制微影裝置之任何組件相對於微影裝置中之另一組件的位置。
儘管在此本文中可特定地參考微影裝置在IC製造中之使用，但應理解，本文所描述之微影裝置可具有其他應用，諸如，製造積體光學系統、用於磁域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。熟習此項技術者應瞭解，在該等替代應用之情境中，可認為本文對術語「晶圓」或「晶粒」之任何使用分別與更通用之術語「基板」或「目標部分」同義。可在曝光之前或之後在(例如)軌道(通常將抗蝕劑層施加至基板且顯影經曝光抗蝕劑之工具)、度量衡工具及/或檢測工具中處理本文所提及之基板。適用時，可將本文之揭示應用於該等及其他基板處理工具。另外，可將基板處理一次以上，(例如)以便形成多層IC，使得本文所使用之術語基板亦可指代已經含有多個經處理層之基板。
本文所使用之術語「輻射」及「光束」涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外線(UV)輻射(例如，具有為或為約365 nm、248 nm、193 nm、157 nm或126 nm之波長)或遠紫外線輻射。
術語「透鏡」在情境允許時可指代各種類型之光學組件中之任一者或組合，包括折射及反射光學組件。
儘管以上已描述本發明之特定實施例，但應瞭解，可以與所描述之方式不同的其他方式來實踐本發明。舉例而言，本發明之實施例可採取如下形式：電腦程式，其含有描述如以上所揭示之方法之機器可讀指令的一或多個序列；或資料儲存媒體(例如，半導體記憶體、磁碟或光 碟)，其具有儲存於其中之該電腦程式。另外，可以兩個或兩個以上電腦程式而體現機器可讀指令。可將兩個或兩個以上電腦程式儲存於一或多個不同記憶體及/或資料儲存媒體上。
以上所描述之控制器可具有用於接收、處理及發送信號之任何適當組態。舉例而言，每一控制器可包括用於執行包括用於以上所描述之方法之機器可讀指令之電腦程式的一或多個處理器。控制器亦可包括用於儲存該等電腦程式之資料儲存媒體，及/或用以收納該媒體之硬體。
實施例可應用於任何浸沒微影裝置，且例示性裝置包括(但不限於)以上所提及之彼等類型。
本發明之一或多個實施例可應用於任何浸沒微影裝置，其中浸沒液體以浴之形式被提供、經限制於基板之區域化表面區域，或未經限制。在未經限制配置中，浸沒液體可在基板及/或基板台之表面上流動，使得基板台及/或基板之大體上整個未經覆蓋表面濕潤。在該未經限制浸沒系統中，液體供應系統可能不限制浸沒流體或其可能提供浸沒液體限制比例，但未提供浸沒液體之大體上完整限制。
應廣泛地解釋如本文所預期之液體供應系統。在某些實施例中，液體供應系統可為將液體提供至投影系統與基板及/或基板台之間的空間之機構或結構之組合。該液體供應系統可包含一或多個結構、一或多個液體入口、一或多個氣體入口、一或多個氣體出口及/或將液體提供至空間之一或多個液體出口之組合。在一實施例中，空間之表面 可為基板及/或基板台之一部分，或空間之表面可完全覆蓋基板及/或基板台之表面，或空間可包覆基板及/或基板台。液體供應系統可視情況進一步包括一或多個元件以控制液體之位置、量、品質、形狀、流動速率或任何其他特徵。
根據所使用之曝光輻射的所要性質及波長，裝置中所使用之浸沒液體可具有不同組合物。對於為193 nm之曝光波長，可使用超純水或水基組合物，且由於此原因，有時將浸沒液體稱作水及水相關術語，諸如，可使用親水性、疏水性、濕度，等等，但其應被更通用地考慮。該等術語意欲亦應延伸至可被使用之其他高折射率液體，諸如，含氟烴。
結論
儘管以上已描述本發明之各種實施例，但應理解，其係僅藉由實例而非限制來呈現。熟習相關技術者應明白，在不脫離本發明之精神及範疇的情況下，可在實施例中進行形式及細節上之各種改變。因此，本發明之寬度及範疇不應由上述例示性實施例中之任一者限制，而應僅根據以下申請專利範圍及其等效物來界定。
應瞭解，[實施方式]章節而非[發明內容]及[中文發明摘要]章節意欲用以解釋申請專利範圍。[發明內容]及[中文發明摘要]章節可闡述如由發明者所預期的本發明之一或多個而非所有例示性實施例，且因此，不意欲以任何方式來限制本發明及附加申請專利範圍。
10‧‧‧致動器
11‧‧‧光學組件
11a‧‧‧安裝點
12‧‧‧致動方向
13‧‧‧參考框架
14‧‧‧機械解耦機構
15‧‧‧位置感測器
20‧‧‧致動器
21‧‧‧光學組件
21a‧‧‧安裝點
22‧‧‧致動方向
23‧‧‧參考框架
23a‧‧‧參考框架
24‧‧‧機械解耦機構
25‧‧‧位置感測器
26‧‧‧第二致動器
27‧‧‧參考質量
30‧‧‧控制器
AD‧‧‧調整器
B‧‧‧輻射光束
BD‧‧‧光束傳送系統
C‧‧‧目標部分
CO‧‧‧聚光器
c1 ‧‧‧第一組件與第一致動器之間的連接的剛度
c2 ‧‧‧參考質量與第一組件之間的連接的剛度
f‧‧‧共振頻率
F1 ‧‧‧平行力
IF‧‧‧位置感測器
IL‧‧‧照明器
IN‧‧‧積光器
k‧‧‧增益
m1 ‧‧‧第一組件之質量
m2 ‧‧‧參考質量
M1‧‧‧光罩對準標記
M2‧‧‧光罩對準標記
MA‧‧‧光罩
MT‧‧‧光罩台
P1‧‧‧基板對準標記
P2‧‧‧基板對準標記
PM‧‧‧第一定位器
PS‧‧‧投影系統
PW‧‧‧第二定位器
SO‧‧‧輻射源
W‧‧‧基板
WT‧‧‧基板台
X‧‧‧方向
x1 ‧‧‧實際運動
xp1 ‧‧‧位移
xp2 ‧‧‧位移
Y‧‧‧方向
圖1描繪根據本發明之一實施例的微影裝置。
圖2描繪用於控制光學組件之位置的習知致動系統。
圖3a及圖3b為圖1所描繪之致動系統的示意性表示。
圖4為圖3a及圖3b所描繪之致動系統的波德圖。
圖5為根據本發明之一實施例的用於控制微影裝置之光學組件之位置之致動系統的示意性表示。
圖6為圖5所描繪之在第一操作模式中所驅動之致動系統的波德圖。
圖7為圖5所描繪之致動系統對由致動器所提供之位移之回應的波德圖。
圖8為用於圖5所描繪之致動系統之控制器的示意性表示。
圖9為圖5所描繪之在第二操作模式中所驅動之致動系統的波德圖。
圖10描繪根據本發明之一實施例的用於控制微影裝置之光學組件之位置的致動系統。
上文已參看隨附圖式而描述本發明之一或多個實施例。在圖式中，相似參考數字可指示相同或功能類似之元件。另外，參考數字之最左邊數位可識別參考數字第一次出現時之圖式。
c1 ‧‧‧第一組件與第一致動器之間的連接的剛度
c2 ‧‧‧參考質量與第一組件之間的連接的剛度
m1 ‧‧‧第一組件之質量
m2 ‧‧‧參考質量
xp1 ‧‧‧位移
xp2 ‧‧‧位移

Claims (15)

  1. 一種用於控制一微影裝置內之一第一組件相對於該微影裝置內之一第二組件之一位置的致動系統，其包含：一第一致動器，該第一致動器經組態以在該第一組件之一安裝點與該第二組件之間提供一在一平行於一致動方向之方向上之位移，以便控制該第一組件相對於該第二組件之該位置；及一第二致動器，該第二致動器經組態以在一與該第二致動器相關聯之參考質量與該微影裝置之該第一組件之該安裝點之間提供一位移，其中由該第二致動器所提供之該位移係在一平行於由該第一致動器所提供之該位移的方向上。
  2. 如請求項1之致動系統，其進一步包含：一控制系統，該控制系統經組態以將控制信號提供至該第一致動器及該第二致動器，使得由該第二致動器所提供之該位移與由該第一致動器所提供之該位移成比例。
  3. 如請求項1之致動系統，其中與該第二致動器相關聯之該參考質量連接至該第二致動器。
  4. 如請求項1之致動系統，其進一步包含：一解耦機構，該解耦機構經組態以將該第一致動器連接至該第一組件之該安裝點，其中該解耦機構經組態成使得該第一致動器至該第一組件之該安裝點的該連接在一平行於該致動方向之方向 上具有一相對較高剛度且在至少一另一方向上具有一相對較低剛度。
  5. 如請求項4之致動系統，其中該解耦機構在一圍繞一平行於該致動方向之軸線之旋轉方向、一圍繞一垂直於該致動方向之第一軸線之旋轉方向及一圍繞一垂直於該致動方向及該第一軸線之第二軸線之旋轉方向中的至少一者上具有相對較低剛度。
  6. 如請求項1之致動系統，其進一步包含：一解耦機構，該解耦機構經組態以將該第一致動器連接至該微影裝置之該第二組件，其中該解耦機構經組態成使得該第一致動器至該微影裝置之該第二組件的該連接在一平行於該致動方向之方向上具有一相對較高剛度且在至少一另一方向上具有一相對較低剛度。
  7. 如請求項6之致動系統，其中該解耦機構在一圍繞一平行於該致動方向之軸線之旋轉方向、一圍繞一垂直於該致動方向之第一軸線之旋轉方向及一圍繞一垂直於該致動方向及該第一軸線之第二軸線之旋轉方向中的至少一者上具有相對較低剛度。
  8. 如請求項2之致動系統，其中該控制系統將控制信號提供至該第一致動器及該第二致動器，使得由該第二致動器所提供之該位移為由該第一致動器所提供之該位移的k 倍，且其中： 其中：m 1 為該第一組件之一質量；m 2 為該參考質量之一質量；c 1 為該第一組件與該第一致動器之間的一連接的一剛度；且c 2 為該參考質量與該第一組件之間的該連接的一剛度。
  9. 一種微影裝置，其包含：一照明系統，該照明系統經組態以調節一輻射光束；一投影系統，該投影系統經組態以將一經圖案化輻射光束投影至該基板之一目標部分上；及一致動系統，該致動系統經組態以控制該微影裝置內之一第一組件相對於該微影裝置內之一第二組件的一位置，其中該致動系統包含：一第一致動器，該第一致動器經組態以在該第一組件之一安裝點與該第二組件之間提供一在一平行於一致動方向之方向上之位移，以便控制該第一組件相對於該第二組件之該位置；及一第二致動器，該第二致動器經組態以在一與該第二致動器相關聯之參考質量與該微影裝置之該第一組件之該安裝點之間提供一位移，其中由該第二致動器所提供之該位移係在一平行於由該第一致動器所提供之該位移的方向上。
  10. 如請求項9之微影裝置，其進一步包含：複數個致動系統，該複數個致動系統分別經組態以控制該第一組件相對於該第二組件之一位置，其中該複數個致動系統中之每一者經組態以將一力施加至該第一組件之一各別安裝點，且使得該複數個致動系統控制該第一組件之該位置。
  11. 如請求項9之微影裝置，其中該微影裝置之該第二組件為一參考框架。
  12. 如請求項11之微影裝置，其進一步包含一位置感測器，該位置感測器經組態以量測該第一組件相對於該參考框架之一位置及一位移中的至少一者。
  13. 如請求項11之微影裝置，其進一步包含：一第二參考框架；及一位置感測器，該位置感測器經組態以量測該第一組件相對於該第二參考框架之一位置及一位移中的至少一者。
  14. 一種方法，其包含：(i)藉由在一微影系統之一第一組件之一安裝點與一第二組件之間施加一第一位移而控制該第一組件相對於該第二組件之一位置；及(ii)在該第一組件之該安裝點與一參考質量之間施加一第二位移，該第二位移係在一平行於該第一位移之方向的方向上。
  15. 一種器件製造方法，其包含： 藉由一圖案化器件而圖案化一來自一照明系統之輻射光束；使用一投影系統而將該經圖案化輻射光束投影至一基板上；及控制為該照明系統、該圖案化器件或該投影系統中之一者之一第一組件相對於為該照明系統、該圖案化器件或該投影系統中之一者之一第二組件的一位置，其中該控制步驟包含：藉由在該第一組件之一安裝點與該第二組件之間施加一第一位移而控制該第一組件相對於該第二組件之一位置，及在該第一組件之該安裝點與一參考質量之間施加一第二位移，該第二位移係在一平行於該第一位移之方向的方向上。
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