TWI542952B - 圖案化裝置支撐件 - Google Patents

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夏席迪 卓亞 阿米
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Description

圖案化裝置支撐件
本發明大體上係關於微影，且更特定言之，係關於用於圖案化裝置之支撐結構及配置。
微影被廣泛地認為製造積體電路(IC)以及其他裝置及/或結構時之關鍵程序。微影設備為在微影期間所使用之將所要圖案施加至基板上(諸如，施加至基板之目標部分上)的機器。在用微影設備來製造IC期間，圖案化裝置(其或者被稱作光罩或比例光罩)通常用以產生待形成於IC中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)之目標部分(例如，包含晶粒之部分、一個晶粒或若干晶粒)上。通常，藉由將圖案成像至提供於基板上之輻射敏感材料(例如，抗蝕劑)上而將圖案轉印至輻射敏感材料層上。典型基板可含有彼此鄰近且經順次地圖案化之許多此等目標部分。
已知微影設備包括：步進器，其中藉由一次性將整個圖案曝光至目標部分上來輻照每一目標部分；及掃描器，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輻照每一目標部分。亦有可能藉由將圖案壓印至基板上而將圖案自圖案化裝置轉印至基板。
為了增加經掃描圖案之生產率，以恆定速度(例如，橫越投影透鏡之3公尺/秒)沿著掃描方向來回地掃描圖案化裝置(例如，光罩或比例光罩)。因此，自靜止開始，光罩快速地加速以達到掃描速度，接著在掃描結束時，其快速地減速至零、反轉方向，且在相反方向上加速以達到掃描速度。加速度速率/減速度速率為(例如)重力加速度的15倍。在掃描之恆定速度部分期間不存在對圖案化裝置之慣性力。然而，在掃描之加速部分及減速部分期間所遭遇的大慣性力(例如，大約60牛頓(=0.4 kg之圖案化裝置質量×150 m/sec2之加速度))可造成圖案化裝置滑動。此滑動可在基板上引起未對準裝置圖案。
解決圖案化裝置滑動之嘗試包括使用夾持件(諸如，真空系統)以將圖案化裝置固持於適當位置，及/或使用摩擦塗層以增加圖案化裝置與夾持件之間的摩擦。然而，日益增加之生產率要求日益快速之方向反轉，且因此，較高加速度已縮減此等解決方案之益處。在夾持件的情況下，圖案化裝置與夾持件之間的法向力在掃描之加速部分及減速部分期間產生摩擦力。摩擦力在此等部分期間將圖案化裝置固持於適當位置。然而，在真空夾持件的情況下，摩擦力受到大氣與真空之間的最大差壓(其現在僅為約1巴)限制。另外，與夾持件接觸之圖案化裝置之小表面積限制可藉由夾持件產生之法向力。當前，合適摩擦塗層之最高摩擦係數為僅大約0.25。
在前述內容的情況下，需要改良型方法及系統，該等方法及系統在最小額外質量或控制的情況下向圖案化裝置提供可在高加速度下起作用之防滑解決方案。
本發明之一實施例提供一種圖案化裝置輸送系統，該圖案化裝置輸送系統包含：一固持系統，其具有一支撐裝置、一固持裝置，及磁致伸縮式致動器；及一支撐輸送裝置，其經組態以移動該支撐裝置且耦接至該支撐裝置。該固持裝置經組態以將一圖案化裝置可釋放式地耦接至該支撐裝置，且該磁致伸縮式致動器經組態以將一力提供至該圖案化裝置。該支撐輸送裝置與該磁致伸縮式致動器將該力提供至該圖案化裝置同時地移動該支撐裝置，使得在該支撐裝置之該移動期間實質上消除圖案化裝置滑動。
本發明之另一實施例提供一種用於一微影設備之圖案化裝置載物台系統，該圖案化裝置載物台系統包含：一載物台，其經組態以將一圖案化裝置可釋放式地耦接至該載物台；一載物台控制系統，其經組態以控制該載物台之移動；及一磁致伸縮式控制系統，其經組態以將一力施加至該圖案化裝置。
本發明之一另外實施例提供一種用於在一圖案化裝置載物台之移動期間縮減圖案化裝置滑動之方法，該方法包含：用一支撐裝置來支撐一圖案化裝置；用一固持裝置將該圖案化裝置同時地固持至該支撐裝置；使用一第一移動裝置來移動該支撐裝置；及與使用該第一移動裝置來移動該支撐裝置同時地使用一磁致伸縮式致動器將一力施加至該圖案化裝置。
下文參看隨附圖式詳細地描述本發明之特徵及優點，以及本發明之各種實施例之結構及操作。本發明不限於本文中所描述之特定實施例。本文中僅出於說明性目的而呈現此等實施例。基於本文中所含有之教示，額外實施例對於熟習相關技術者將顯而易見。
併入本文中且形成本說明書之部分的隨附圖式說明本發明，且連同[實施方式]一起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。
本發明之各種特徵及優點已自下文在結合圖式時所闡述之[實施方式]變得更顯而易見，在該等圖式中，相似元件符號始終識別對應元件。在該等圖式中，相似元件符號通常指示相同、功能上類似及/或結構上類似之元件。通常，一元件第一次出現時之圖式係藉由對應元件符號中之最左邊數位指示。
本發明之實施例係有關一種具有防滑控制之圖案化裝置輸送系統。本說明書揭示併入本發明之特徵的一或多個實施例。所揭示實施例僅僅例示本發明。本發明之範疇不限於所揭示實施例。本發明係藉由附加於此處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實施例可包括一特定特徵、結構或特性，但每一實施例可能未必包括該特定特徵、結構或特性。此外，此等片語未必指代同一實施例。另外，當結合一實施例來描述一特定特徵、結構或特性時，應理解，無論是否予以明確地描述，結合其他實施例來實現此特徵、結構或特性均係在熟習此項技術者之認識範圍內。
本發明之實施例可以硬體、韌體、軟體或其任何組合予以實施。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，該等指令可藉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藉由機器(例如，計算裝置)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以下各者：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；及快閃記憶體裝置。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，此等描述僅僅係出於方便起見，且此等動作事實上係由計算裝置、處理器、控制器或執行韌體、軟體、常式、指令等等之其他裝置引起。
圖1分別為可供實施本發明之實施例的微影設備100及微影設備100'的示意性說明。微影設備100及微影設備100'各自包括以下各者：照明系統(照明器)IL，其經組態以調節輻射光束B(例如，DUV或EUV輻射)；支撐結構(例如，光罩台)MT，其經組態以支撐圖案化裝置(例如，光罩、比例光罩或動態圖案化裝置)MA，且連接至經組態以準確地定位圖案化裝置MA之第一定位器PM；及基板台(例如，晶圓台)WT，其經組態以固持基板(例如，抗蝕劑塗佈晶圓)W，且連接至經組態以準確地定位基板W之第二定位器PW。微影設備100及100'亦具有投影系統PS，其經組態以將藉由圖案化裝置MA賦予至輻射光束B之圖案投影至基板W之目標部分(例如，包含一或多個晶粒)C上。在微影設備100中，圖案化裝置MA及投影系統PS為反射的。在微影設備100'中，圖案化裝置MA及投影系統PS為透射的。
照明系統IL可包括用於引導、塑形或控制輻射B的各種類型之光學組件，諸如，折射、反射、磁性、電磁、靜電或其他類型之光學組件，或其任何組合。
支撐結構MT以取決於圖案化裝置MA之定向、微影設備100及100'之設計及其他條件(諸如，圖案化裝置MA是否被固持於真空環境中)的方式來固持圖案化裝置MA。支撐結構MT可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術以固持圖案化裝置MA。支撐結構MT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MT可確保圖案化裝置(例如)相對於投影系統PS處於所要位置。
術語「圖案化裝置」MA應被廣泛地解釋為指代可用以在輻射光束B之橫截面中向輻射光束B賦予圖案以便在基板W之目標部分C中創製圖案的任何裝置。被賦予至輻射光束B之圖案可對應於目標部分C中所創製之裝置(諸如，積體電路)中的特定功能層。
圖案化裝置MA可為透射的(如在圖1B之微影設備100'中)或為反射的(如在圖1A之微影設備100中)。圖案化裝置MA之實例包括比例光罩、光罩、可程式化鏡面陣列，及可程式化LCD面板。光罩在微影中為吾人所熟知，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藉由鏡面矩陣反射之輻射光束B中。
術語「投影系統」PS可涵蓋適於所使用之曝光輻射或適於諸如浸沒液體之使用或真空之使用之其他因素的任何類型之投影系統，包括折射、反射、反射折射、磁性、電磁及靜電光學系統，或其任何組合。真空環境可用於EUV或電子束輻射，此係因為其他氣體可吸收過多輻射或電子。因此，可憑藉真空壁及真空泵將真空環境提供至整個光束路徑。
微影設備100及/或微影設備100'可為具有兩個(雙載物台)或兩個以上基板台(及/或兩個或兩個以上光罩台)WT的類型。在此等「多載物台」機器中，可並行地使用額外基板台WT，或可在一或多個台上進行預備步驟，同時將一或多個其他基板台WT用於曝光。
參看圖1A及圖1B，照明器IL自輻射源SO接收輻射光束。舉例而言，當輻射源SO為準分子雷射時，輻射源SO與微影設備100、100'可為分離實體。在此等狀況下，不認為輻射源SO形成微影設備100或100'之部件，且輻射光束B憑藉包括(例如)合適引導鏡面及/或光束擴展器之光束遞送系統BD(在圖1B中)而自輻射源SO傳遞至照明器IL。在其他狀況下，例如，當輻射源SO為水銀燈時，輻射源SO可為微影設備100、100'之整體部件。輻射源SO及照明器IL連同光束遞送系統BD(在需要時)可被稱作輻射系統。
照明器IL可包括用於調整輻射光束之角強度分佈的調整器AD(在圖1B中)。通常，可調整照明器之光瞳平面中之強度分佈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」)。另外，照明器IL可包含各種其他組件(在圖1B中)，諸如，積光器IN及聚光器CO。照明器IL可用以調節輻射光束B，以在其橫截面中具有所要均一性及強度分佈。
參看圖1A，輻射光束B入射於被固持於支撐結構(例如，光罩台)MT上之圖案化裝置(例如，光罩)MA上，且係藉由圖案化裝置MA而圖案化。在微影設備100中，自圖案化裝置(例如，光罩)MA反射輻射光束B。在自圖案化裝置(例如，光罩)MA反射輻射光束B之後，輻射光束B傳遞通過投影系統PS，投影系統PS將輻射光束B聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二定位器PW及位置感測器IF2(例如，干涉量測裝置、線性編碼器或電容性感測器)，基板台WT可準確地移動(例如，以便使不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑中)。類似地，第一定位器PM及另一位置感測器IF1可用以相對於輻射光束B之路徑準確地定位圖案化裝置(例如，光罩)MA。可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化裝置(例如，光罩)MA及基板W。
參看圖1B，輻射光束B入射於被固持於支撐結構(例如，光罩台MT)上之圖案化裝置(例如，光罩MA)上，且係藉由該圖案化裝置而圖案化。在已橫穿光罩MA的情況下，輻射光束B傳遞通過投影系統PS，投影系統PS將該光束聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二定位器PW及位置感測器IF(例如，干涉量測裝置、線性編碼器或電容性感測器)，基板台WT可準確地移動(例如，以便使不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑中)。類似地，第一定位器PM及另一位置感測器(圖1B中未繪示)可用以相對於輻射光束B之路徑準確地定位光罩MA(例如，在自光罩庫之機械擷取之後或在掃描期間)。
一般而言，可憑藉形成第一定位器PM之部件的長衝程模組(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之部件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(相對於掃描器)之狀況下，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。儘管基板對準標記(如所說明)佔據專用目標部分，但該等標記可位於目標部分之間的空間中(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。
微影設備100及100'可用於以下模式中至少一者中：
1.在步進模式中，在將被賦予至輻射光束B之整個圖案一次性投影至目標部分C上時，使支撐結構(例如，光罩台)MT及基板台WT保持基本上靜止(亦即，單次靜態曝光)。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。
2.在掃描模式中，在將被賦予至輻射光束B之圖案投影至目標部分C上時，同步地掃描支撐結構(例如，光罩台)MT及基板台WT(亦即，單次動態曝光)。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相對於支撐結構(例如，光罩台)MT之速度及方向。
3.在另一模式中，在將被賦予至輻射光束B之圖案投影至目標部分C上時，使支撐結構(例如，光罩台)MT保持實質上靜止，從而固持可程式化圖案化裝置，且移動或掃描基板台WT。可使用脈衝式輻射源SO，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裝置。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化裝置(諸如，本文中所提及之類型的可程式化鏡面陣列)之無光罩微影。
亦可使用對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。
儘管在本文中可特定地參考微影設備在IC製造中之使用，但應理解，本文中所描述之微影設備可具有其他應用，諸如，製造整合光學系統、磁疇記憶體之導引及偵測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)，及薄膜磁頭。熟習此項技術者應瞭解，在此等替代應用之內容背景中，可認為本文中對術語「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)塗佈顯影系統(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中所提及之基板。適用時，可將本文中之揭示內容應用於此等及其他基板處理工具。另外，可將基板處理一次以上，(例如)以便創製多層IC，使得本文中所使用之術語「基板」亦可指代已經含有多個經處理層之基板。
在一另外實施例中，微影設備100包括極紫外線(EUV)源，EUV源經組態以產生用於EUV微影之EUV輻射光束。一般而言，EUV源經組態於輻射系統(見下文)中，且對應照明系統經組態以調節EUV源之EUV輻射光束。
在本文中所描述之實施例中，術語「透鏡」及「透鏡元件」在內容背景允許時可指代各種類型之光學組件中任一者或其組合，包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件。
另外，本文中所使用之術語「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365奈米、248奈米、193奈米、157奈米或126奈米之波長λ)、極紫外線(EUV或軟X射線)輻射(例如，具有在5奈米至20奈米範圍內之波長(諸如，13.5奈米))，或在小於5奈米下起作用之硬X射線，以及粒子束(諸如，離子束或電子束)。通常，認為具有在約780奈米至3000奈米(或更大)之間的波長的輻射係IR輻射。UV指代具有大約100奈米至400奈米之波長的輻射。在微影內，術語「UV」亦適用於可藉由水銀放電燈產生之波長：G線436奈米；H線405奈米；及/或I線365奈米。真空UV或VUV(亦即，藉由空氣吸收之UV)指代具有大約100奈米至200奈米之波長的輻射。深UV(DUV)通常指代具有在自126奈米至428奈米之範圍內之波長的輻射，且在一實施例中，準分子雷射可產生用於微影設備內之DUV輻射。應瞭解，具有在(例如)5奈米至20奈米之範圍內之波長的輻射係關於具有至少一部分係在5奈米至20奈米之範圍內之某一波長帶的輻射。
圖2為根據本發明之一實施例的圖案化裝置輸送系統200的示意性說明。圖案化裝置輸送系統200包括支撐輸送裝置230及固持系統，該固持系統具有支撐裝置250、固持裝置280，及磁致伸縮式致動器260。輸送裝置230移動支撐裝置250。支撐裝置250支撐圖案化裝置270。磁致伸縮式致動器260在掃描運動剖面之加速部分期間將力施加至圖案化裝置270。固持裝置280固持圖案化裝置270，使得在掃描運動剖面之恆定速度部分期間，不存在圖案化裝置270相對於支撐裝置250之位移。
在一實例中，圖案化裝置270(例如，光罩、比例光罩或動態圖案化裝置)係藉由固持裝置280(例如，真空系統)而可釋放式地固持至支撐裝置250。支撐裝置250可經組態以在x方向及y方向兩者上移動。輸送裝置230可耦接至支撐裝置250，使得輸送裝置230在掃描運動剖面之加速部分期間提供足夠力以加速支撐裝置250。
在一實例中，輸送裝置230可以高速率之速度及高加速度移動支撐裝置250及可釋放固持式圖案化裝置270。高加速度可在圖案化裝置270與支撐裝置250之間產生剪切力。剪切力可造成圖案化裝置270相對於固持裝置280及支撐裝置250之滑動。為了實質上消除剪切力，可將磁致伸縮式致動器260可釋放式地耦接至圖案化裝置270。磁致伸縮式致動器260可將足夠力直接地提供於圖案化裝置270上以縮減圖案化裝置270與支撐裝置250之間的剪切力。在磁致伸縮式致動器260至圖案化裝置270之耦接的情況下，固持裝置280可提供足夠固持力，使得在圖案化裝置270與支撐裝置250之間實質上不存在相對移動。
在一實例中，固持裝置280包括用以在移動期間以相對靜止方式固持圖案化裝置270之可釋放式真空夾持件系統。在另一實例中，固持裝置280可使用其他合適方法以固持圖案化裝置270，諸如，為一般熟習此項技術者所知之高摩擦塗層。高摩擦塗層亦可用以增加真空夾持件之剪切力能力。
圖3為根據本發明之一實施例的不具有防滑控制之圖案化裝置輸送系統300的示意性說明。
在此實例中，圖案化裝置輸送系統300包括長衝程裝置310、支撐框架320、支撐輸送裝置330(例如，線圈330A至330D，及磁體340A至340D)、支撐裝置350，及固持裝置380，固持裝置380將圖案化裝置370可釋放式地耦接至支撐裝置350。
在一實例中，支撐裝置350可藉由垂直定向式勞侖茲型致動器(圖中未繪示)相對於支撐框架320而磁性地懸浮。在支撐框架320與支撐裝置350之間可不存在實體接觸。
在一實例中，圖案化裝置370(例如，光罩、比例光罩或動態圖案化裝置)可藉由固持裝置380可釋放式地固持至支撐裝置350。在一實例中，固持裝置380可包含一對真空夾持件380A及380B，真空夾持件380A及380B經由藉由真空力增強之摩擦而將圖案化裝置370固持至支撐裝置350。在一實例中，支撐裝置350可在x方向及y方向兩者上移動。在一實例中，線圈330A至330D可在y方向上提供力以產生支撐裝置350之運動。磁體340A至340D在無實體接觸的情況下與線圈330A至330D電磁地耦合。諸對各別項目330至340包含在此項技術中被稱為純力耦接件(pure force coupling)之勞侖茲型電磁致動器。
在一實例中，長衝程裝置310以在圖案化裝置370與支撐裝置350之間不產生任何剪切力之相對慢速率之速度在x方向上移動支撐框架320(經由圖中未繪示之X定向式勞侖茲致動器)。
在一實例中，輸送裝置330在+y及-y方向上移動支撐裝置350及可釋放固持式圖案化裝置370，從而以相對高速率之加速至實質掃描速率。在一實例中，輸送裝置330允許藉由支撐框架320將高Y力施加至支撐裝置350。在一實例中，輸送裝置330包括線圈330A至330D及磁體340A至330D。在一實例中，線圈330A至330D安裝至支撐框架320，且磁體340A至340D耦接至支撐裝置350。
舉例而言，為了在-y方向上(例如，圖3中自左至右)移動具有可釋放耦接式圖案化裝置370之支撐裝置350，向線圈330A及330C給予能量以產生相抵於磁體340A及340C之排斥力。當線圈330A及330C被給予能量時，相抵於磁體340A及340C之排斥力在-y方向上推進支撐裝置350。為了輔助在-y方向上支撐裝置350之移動，向線圈330B及330D給予能量，使得線圈330B及330D實質上同時地產生至磁體340B及340D之牽拉力。因此，線圈330A及330C以及磁體340A及340C在-y方向上推動支撐裝置350，而線圈330B及330D以及磁體340B及340D在-y方向上實質上同時地牽拉支撐裝置350。
類似地，以相同方式執行在+y方向上支撐裝置350及圖案化裝置370之移動，惟反轉力除外。裝置線圈330A及330C以及磁體340A及340C在被給予能量時在+y方向上牽拉支撐裝置350，而線圈330B及330D以及磁體340B及340D在+y方向上實質上同時地推動支撐裝置350。
應瞭解，圖3所示之實施例依賴於圖案化裝置370與支撐裝置350之間藉由固持裝置380(例如，真空夾持件及/或摩擦塗層)產生之摩擦以在移動期間防止圖案化裝置370之滑動。
圖4為根據本發明之一實施例的具有防滑控制之圖案化裝置輸送系統400的示意性說明。
在此實例中，圖案化裝置輸送系統400包括耦接至長衝程裝置(圖中未繪示)之支撐框架420、耦接至支撐輸送裝置(圖中未繪示)之支撐裝置450、將圖案化裝置470可釋放式地耦接至支撐裝置450之固持裝置480，及磁致伸縮式致動器460。
在一實例中，圖案化裝置輸送系統400以類似於圖案化裝置輸送系統300之方式的方式起作用，但外加磁致伸縮式致動器460。經由使用長衝程裝置(圖中未繪示)而實現在x方向上之移動(如圖3中)，該長衝程裝置移動經耦接有支撐裝置450之支撐框架420。經由使用耦接式支撐輸送裝置(圖中未繪示)而實現在y方向上之移動(如圖3中)。在一實例中，為了在-y方向上移動，向支撐輸送裝置(例如，電磁耦合式線圈及磁體)給予能量以在-y方向上移動支撐裝置450，而以相同方式進行在+y方向上支撐裝置450及圖案化裝置470之移動，惟反轉力除外。
在另一實例中，磁致伸縮式致動器460用於圖案化裝置輸送系統400中以用在與加速方向相對置之邊緣處直接地施加至圖案化裝置470的法向推動力來補充藉由固持裝置480(例如，真空夾持件或摩擦塗層)產生之摩擦力，以實質上縮減或消除圖案化裝置滑動。在一實例中，磁致伸縮式致動器460可包括磁場源462、推桿463、偏置裝置464，及夾持裝置465。磁致伸縮式致動器460可進一步包括以實質上相同方式而操作的在圖案化裝置470之同一側或對置側上之額外磁場源、推桿、偏置裝置及夾持裝置。
在一實例中，推桿463包含磁致伸縮式材料，該磁致伸縮式材料在磁場下改變其形狀或尺寸。推桿463可與磁場源462電磁地耦合。當磁場源462產生磁場時，推桿463改變尺寸且與圖案化裝置470可釋放式地耦接。
在一實例中，磁場源462為線圈，且推桿463穿過該線圈。當線圈被給予能量時，所得磁場增加推桿462之長度，使得推桿463之遠側末端466接觸圖案化裝置470。推桿463之遠側末端466與圖案化裝置470之間的接觸直接地產生對圖案化裝置470之力。磁致伸縮式材料可為在磁場下改變尺寸之任何合適材料。可修改或調整推桿之磁致伸縮式材料及尺寸以及推桿之每單位長度的線圈之匝數及電流以達成推桿463之所要長度改變。另外，因為由磁場造成的推桿463之長度改變係實質上線性且可重複的，所以在閉合迴路操作中用以控制推桿463之額外位置及力感測器係不必要的。取而代之，可在開放迴路操作期間使用推桿463之可重複回應。然而，此等感測器可用以在製造任何IC或其他裝置及/或結構之前校準圖案化裝置輸送系統400。
在一實例中，磁致伸縮式材料為Terfenol-D，且推桿463之直徑為大約0.75公分且其長度為大約5公分。在此實例中，線圈遍及桿463之長度具有大約500匝數，且係藉由大約1安培之電流驅動。提供此實例以僅僅例示本發明，且本發明不限於桿材料、桿尺寸、線圈匝數及線圈電流之此等特定實例。
在另一實例中，磁致伸縮式致動器包括使推桿463朝向圖案化裝置470偏置之偏置裝置464。儘管在圖4中將偏置裝置464說明為彈簧，但偏置裝置464不限於彈簧。偏置裝置464可為彈簧、氣動致動器、雙穩態致動器，或用於將偏置力施加至推桿463之任何其他合適裝置。偏置裝置464可施加預負載以在推桿463之遠側末端466與圖案化裝置470之間設定初始間隙467，如下文關於圖7及圖8A至圖8D所論述。偏置裝置464亦可允許推桿463在圖案化裝置交換期間收縮而遠離於圖案化裝置470。在另一實例中，偏置裝置464亦可經組態以使推桿463收縮而遠離於圖案化裝置470。
在一實例中，磁致伸縮式致動器460亦可包括夾持裝置465。夾持裝置465經組態以將推桿463之近端部分468可釋放式地耦接至支撐裝置450。在被耦接時，夾持裝置465防止近端部分468相對於圖案化裝置470而移動。夾持裝置465可(例如)包括真空系統，或用於與推桿463之部分可釋放式地耦接之任何其他合適裝置。
在一實例中，共同控制信號控制耦接至支撐裝置450及磁致伸縮式致動器460之輸送裝置。舉例而言，用以驅動輸送裝置(例如，電磁耦合式線圈及磁體)之電流可用以控制磁場源462。因此，輸送裝置與向磁場源462之線圈給予能量以產生磁場實質上同時地移動支撐裝置450。又實質上同時地，磁場造成推桿463之長度增加且接觸圖案化裝置470。此操作產生對圖案化裝置470之力以補充藉由固持裝置480產生之摩擦力。在另一實例中，驅動耦接至支撐框架420之長衝程裝置的電流可用以控制磁場源462。因此，磁場源462之線圈被給予能量，且推桿463之長度與用長衝程裝置來移動支撐框架420同時地增加。此等組態消除針對用於控制磁致伸縮式致動器460之信號之額外控制信號處理裝置(例如，信號放大器)的需要。
然而，在另一實例中，使控制磁致伸縮式致動器460之信號與控制輸送裝置或長衝程裝置之信號分離。在此實例中，額外控制信號處理裝置(例如，信號放大器)可為磁致伸縮式致動器460所必要。
圖5為根據本發明之一實施例的用於微影設備之載物台系統500的示意性說明。載物台系統500包括載物台控制系統530、載物台550，及磁致伸縮式致動器560。
在一實例中，圖案化裝置570可釋放式地固持至載物台550(例如，使用真空)。載物台控制系統530耦接至載物台550。載物台控制系統530可提供足夠力以允許載物台550之移動。載物台控制系統530可以高速率之速度連同對應高加速度速率移動載物台550及可釋放固持式圖案化裝置570。此加速度可在圖案化裝置570與載物台550之間產生剪切力，使得圖案化裝置570可相對於載物台550而滑動。為了實質上消除剪切力，將磁致伸縮式致動器560可釋放式地耦接至圖案化裝置570。磁致伸縮式致動器560可將力直接地提供至圖案化裝置570以縮減圖案化裝置570與載物台550之間的剪切力。圖案化裝置570與載物台550之間的力係使得：在磁致伸縮式致動器560至圖案化裝置570之耦接的情況下，存在足夠固持力，使得在圖案化裝置570與載物台550之間實質上不存在相對移動。
在另一實施例中，載物台550可使用其他方法以固持圖案化裝置570，諸如，為一般熟習此項技術者所知之摩擦塗層或其他方法。
圖6為根據本發明之一實施例的描繪用於移動圖案化裝置之方法600之流程圖的說明。舉例而言，可使用圖1A、圖1B及圖2至圖5所描繪之上述裝置中的一或多者來執行方法600。在此實例中，方法600在步驟602處開始，且前進至步驟604。在步驟604中，用支撐裝置來支撐圖案化裝置。在步驟606中，使用固持裝置(例如，真空系統)來同時地支撐圖案化裝置。在步驟608中，使用第一移動裝置來移動支撐裝置。在步驟610中，與移動支撐裝置同時地使用磁致伸縮式致動器將力施加至圖案化裝置。該方法接著在步驟612處結束。
圖7為根據本發明之一實施例的描繪用於將圖案化裝置裝載於圖案化裝置輸送系統上之方法700之流程圖的說明。在磁場下磁致伸縮式推桿之長度改變可限於數十微米。因此，當推桿未曝光至磁場且處於其非延伸狀態時，推桿之遠側末端必須經定位成極接近於圖案化裝置。另外，推桿在掃描間隔期間不能與圖案化裝置進行恆定接觸，此係因為推桿之熱膨脹可干擾圖案化裝置之定位。因此，需要根據方法700而將圖案化裝置裝載於圖案化裝置輸送系統上以在推桿之遠側末端與圖案化裝置之間自動地產生初始間隙。
在此實例中，方法700在步驟702處開始，且前進至步驟704。在步驟704中，用支撐裝置來支撐圖案化裝置。在步驟706中，偏置裝置使磁致伸縮式推桿移動而相抵於支撐裝置上之圖案化裝置。在步驟708中，使用磁場源來產生磁場。在一實例中，磁場係同推桿與圖案化裝置之間的所要無場空隙或間隙成比例。與磁場源電磁地耦合之磁致伸縮式推桿之長度增加。步驟706與步驟708係可互換的，且可同時地執行。在步驟710中，使用夾持裝置(例如，真空系統)將磁致伸縮式推桿之近端部分可釋放式地耦接至支撐裝置。在步驟712中，移除磁場，且磁致伸縮式推桿返回至其原始長度，從而在推桿之遠側末端與圖案化裝置之間產生間隙。
圖8A至圖8D為在用於將圖案化裝置870裝載於圖案化裝置輸送系統800上之方法700之不同步驟處具有防滑控制之圖案化裝置輸送系統800的示意性說明。
在圖8A中，在對磁場源862之線圈解除給予能量時，將圖案化裝置870置放於支撐裝置850上(步驟704)。偏置裝置866使磁致伸縮式推桿863朝向圖案化裝置870移動，使得推桿863之遠側末端866接觸圖案化裝置870(步驟706)。此接觸產生相抵於圖案化裝置870之預負載力。在圖8B中，向磁場源862之線圈給予能量以產生磁場(步驟708)。電磁地耦合至磁場源862的磁致伸縮式推桿863之長度L增加。
在圖8C中，使用夾持裝置865(例如，真空系統)將近端部分868可釋放式地耦接至支撐裝置850(步驟710)。在近端部分868被夾持時，近端部分868相對於圖案化裝置870而固定。在圖8D中，對磁場源862之線圈解除給予能量以移除磁場。當移除磁場時，磁致伸縮式推桿863之長度L返回至其原始長度(如在步驟704中)。長度L之減小在推桿863之遠側末端866與圖案化裝置870之間產生間隙867。在一實例中，間隙867為大約2微米。
在一實例中，根據方法700在移動圖案化裝置870之前執行方法800。
圖9為根據本發明之一實施例的具有防滑控制之載物台系統900的示意性說明。在此實施例中，該系統包括壓電致動器960，而非上文所描述之磁致伸縮式致動器。系統900可經類似地組態為上文所論述之系統，且可以上文所描述之類似方式而操作以在圖案化裝置載物台950之移動期間縮減圖案化裝置970之滑動。舉例而言，可使用電壓激發以產生或操控電場，該電場改變壓電致動器960之壓電元件之尺寸。
圖10為根據本發明之一實施例的具有防滑控制之圖案化裝置輸送系統1000之部分側視圖的示意性說明。
在此實例中，圖案化裝置輸送系統1000包括耦接至長衝程裝置(圖中未繪示)之支撐框架1020、耦接至支撐輸送裝置(圖中未繪示)之支撐裝置1050、將圖案化裝置1070可釋放式地耦接至支撐裝置1050之固持裝置1080，及壓電致動器1060。
在一實例中，圖案化裝置輸送系統1000以類似於圖案化裝置輸送系統400之方式的方式起作用，但具有壓電致動器1060，而非磁致伸縮式致動器。經由使用長衝程裝置(圖中未繪示)而實現在x方向上之移動(如圖4中)，該長衝程裝置移動經耦接有支撐裝置1050之支撐框架1020。經由使用耦接式支撐輸送裝置(圖中未繪示)而實現在y方向上之移動(如圖4中)。在一實例中，為了在-y方向上移動，向支撐輸送裝置(例如，電磁耦合式線圈及磁體)給予能量以在-y方向上移動支撐裝置1050，而以相同方式進行在+y方向上支撐裝置1050及圖案化裝置1070之移動，惟反轉力除外。
在另一實例中，壓電致動器1060用於圖案化裝置輸送系統1000中以用在與加速度方向相對置之邊緣處直接地施加至圖案化裝置1070的法向推動力來補充藉由固持裝置1080(例如，真空夾持件或摩擦塗層)產生之摩擦力，以實質上縮減或消除圖案化裝置滑動。
在一實例中，壓電致動器1060可包括壓電元件1063、偏置裝置1064，及夾持裝置1065，夾持裝置1065經組態以將壓電元件1063之近端部分1068可釋放式地耦接至支撐裝置1050。壓電致動器1060可進一步包括以實質上相同方式而操作的在圖案化裝置1070之同一側或對置側上之額外壓電元件、偏置裝置及夾持裝置。
在一實例中，壓電元件1063在電場下改變其尺寸。壓電元件1063可經由電力端子1069而電耦接至電壓源。在將電壓或電荷施加至壓電元件1063時，壓電元件1063之內部電場改變，此情形造成壓電元件1063改變尺寸且與圖案化裝置1070可釋放式地耦接。在一實例中，所得電場增加壓電元件1062之長度，使得壓電元件1062之遠側末端接觸圖案化裝置1070。壓電元件1062之遠側末端與圖案化裝置1070之間的接觸直接地產生對圖案化裝置1070之力。壓電致動器1060可為在電場下改變尺寸之任何合適裝置，例如，壓電堆疊及管。
在另一實例中，可使用圖案化裝置輸送系統1000來執行如上文所描述的用於移動圖案化裝置之方法600。在此實例中，在步驟610處，與移動支撐裝置同時地使用壓電致動器1060將力施加至圖案化裝置。
另外，可使用圖案化裝置輸送系統1000來執行如上文所描述的用於裝載圖案化裝置之方法700。在此實例中，在步驟706處，偏置裝置使壓電元件移動而相抵於支撐裝置上之圖案化裝置。在步驟708中，藉由將電壓或電荷施加至壓電元件來產生電場，該電場增加壓電元件之長度。在步驟710中，使用夾持裝置將壓電元件之近端部分可釋放式地耦接至支撐裝置。在步驟712中，移除電場，且壓電元件返回至其原始長度，從而在壓電元件之遠側末端與圖案化裝置之間產生間隙1067。
結論
意欲使本專利文件之[實施方式]部分而非[發明內容]及[中文發明摘要]章節用以解釋申請專利範圍。[發明內容]及[中文發明摘要]部分可闡述如由本發明之發明人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。
上文已憑藉說明指定功能及其關係之實施之功能建置區塊來描述本發明。為便於描述，本文中已任意地界定此等功能建置區塊之邊界。只要適當地執行指定功能及該等功能之關係，便可界定替代邊界。
特定實施例之前述描述將充分地揭露本發明之一般性質，使得在不脫離本發明之一般概念的情況下，其他人可藉由應用熟習此項技術者之認識針對各種應用而易於修改及/或調適此等特定實施例，而無不當實驗。因此，基於本文中所呈現之教示及指導，此等調適及修改意欲係在所揭示實施例之等效物的意義及範圍內。應理解，本文中之措辭或術語係出於描述而非限制之目的，使得本說明書之術語或措辭待由熟習此項技術者按照該等教示及該指導進行解釋。
本發明之廣度及範疇不應受到上述例示性實施例中任一者限制，而應僅根據以下申請專利範圍及該等申請專利範圍之等效物進行界定。
100．．．微影設備
100'．．．微影設備
200．．．圖案化裝置輸送系統
230．．．支撐輸送裝置
250．．．支撐裝置
260．．．磁致伸縮式致動器
270．．．圖案化裝置
280．．．固持裝置
300．．．圖案化裝置輸送系統
310．．．長衝程裝置
320．．．支撐框架
330A．．．線圈
330B．．．線圈
330C．．．線圈
330D．．．線圈
340A．．．磁體
340B．．．磁體
340C．．．磁體
340D．．．磁體
350．．．支撐裝置
370．．．圖案化裝置
380A．．．真空夾持件
380B．．．真空夾持件
400．．．圖案化裝置輸送系統
420．．．支撐框架
450．．．支撐裝置
460．．．磁致伸縮式致動器
462．．．磁場源
463．．．推桿
464．．．偏置裝置
465．．．夾持裝置
466．．．遠側末端
467．．．初始間隙
468．．．近端部分
470．．．圖案化裝置
480．．．固持裝置
500．．．載物台系統
530．．．載物台控制系統
550．．．載物台
560．．．磁致伸縮式致動器
570．．．圖案化裝置
800．．．圖案化裝置輸送系統/方法
850．．．支撐裝置
862．．．磁場源
863．．．磁致伸縮式推桿
865．．．夾持裝置
866．．．遠側末端
867．．．間隙
868．．．近端部分
870．．．圖案化裝置
900．．．載物台系統
950．．．圖案化裝置載物台
960．．．壓電致動器
970．．．圖案化裝置
1000．．．圖案化裝置輸送系統
1020．．．支撐框架
1050．．．支撐裝置
1060．．．壓電致動器
1063．．．壓電元件
1064．．．偏置裝置
1065．．．夾持裝置
1067．．．間隙
1068．．．近端部分
1069．．．電力端子
1070．．．圖案化裝置
1080．．．固持裝置
AD．．．調整器
B．．．輻射光束
BD．．．光束遞送系統
C．．．目標部分
CO．．．聚光器
IF．．．位置感測器
IF1．．．位置感測器
IF2．．．位置感測器
IL．．．照明系統/照明器
IN．．．積光器
M1．．．光罩對準標記
M2．．．光罩對準標記
MA．．．圖案化裝置/光罩
MT．．．支撐結構/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
圖1A為根據本發明之一實施例的反射微影設備的示意性說明。
圖1B為根據本發明之一實施例的透射微影設備的示意性說明。
圖2為根據本發明之一實施例的具有防滑控制之圖案化裝置輸送系統的示意性說明。
圖3為根據本發明之一實施例的不具有防滑控制之圖案化裝置輸送系統之俯視圖的示意性說明。
圖4為根據本發明之一實施例的具有防滑控制之圖案化裝置輸送系統之部分側視圖的示意性說明。
圖5為根據本發明之一實施例的具有防滑控制之載物台系統的示意性說明。
圖6為根據本發明之一實施例的說明用於具有防滑控制之圖案化裝置輸送之方法的流程圖。
圖7為根據本發明之一實施例的說明用於將圖案化裝置裝載於具有防滑控制之輸送系統上之方法的流程圖。
圖8A至圖8D為根據本發明之一實施例的在用於將圖案化裝置裝載於輸送系統上之方法之各種步驟處具有防滑控制之圖案化裝置輸送系統之部分側視圖的示意性說明。
圖9為根據本發明之一實施例的具有防滑控制之載物台系統的示意性說明。
圖10為根據本發明之一實施例的具有防滑控制之圖案化裝置輸送系統之部分側視圖的示意性說明。
200．．．圖案化裝置輸送系統
230．．．支撐輸送裝置
250．．．支撐裝置
260．．．磁致伸縮式致動器
270．．．圖案化裝置
280．．．固持裝置

Claims (11)

  1. 一種圖案化裝置輸送系統，其包含：一固持系統，其具有：一支撐裝置；一固持裝置，其經組態以將一圖案化裝置可釋放式地(releasably)耦接至該支撐裝置；及一磁致伸縮式致動器(magnetostrictive actuator)，其包含一磁場源及包括一磁致伸縮式材料之一推桿，其中該推桿經組態以將一力提供至該圖案化裝置，且其中該磁場源產生(create)一磁場，該磁場沿著實質上在該圖案化裝置之一平面中的一方向增加該推桿之一長度；及一支撐輸送裝置，其經組態以在該磁致伸縮式致動器將該力提供至該圖案化裝置時移動該支撐裝置，以便在該支撐裝置之該移動期間實質上消除圖案化裝置滑動。
  2. 如請求項1之系統，其中該磁場源包含一線圈。
  3. 如請求項1之系統，其中該磁致伸縮式材料為Terfenol-D。
  4. 如請求項1之系統，其中該磁致伸縮式致動器進一步包含另一磁場源及包含該磁致伸縮式材料之另一推桿，且其中該另一磁場源產生增加該另一推桿之一長度的一磁場。
  5. 一種圖案化裝置輸送系統，其包含：一固持系統，其具有：一支撐裝置； 一固持裝置，其經組態以將一圖案化裝置可釋放式地耦接至該支撐裝置；及一磁致伸縮式致動器，其經組態以將一力提供至該圖案化裝置且該磁致伸縮式致動器包含：一磁場源，包括一磁致伸縮式材料之一推桿，經組態以使該推桿朝向該圖案化裝置偏置(bias)之一偏置裝置，及經組態以將該推桿之一部分可釋放式地耦接至該支撐裝置之一夾持(clamping)裝置，其中該磁場源產生增加該推桿之一長度之一磁場；及一支撐輸送裝置，其經組態以在該磁致伸縮式致動器將該力提供至該圖案化裝置時移動該支撐裝置，以便在該支撐裝置之該移動期間實質上消除圖案化裝置滑動。
  6. 如請求項5之系統，其中該偏置裝置經進一步組態以使該推桿收縮而遠離於該圖案化裝置。
  7. 如請求項5之系統，其中該固持裝置包含用以將該圖案化裝置可釋放式地耦接至該支撐裝置之一真空系統。
  8. 一種圖案化裝置輸送系統，其包含：一固持系統，其具有：一支撐裝置；一固持裝置，其經組態以將一圖案化裝置可釋放式地耦接至該支撐裝置；及一磁致伸縮式致動器，其經組態以將一力提供至該圖案化裝置；及一支撐輸送裝置，其經組態以在該磁致伸縮式致動器 將該力提供至該圖案化裝置時移動該支撐裝置，以便在該支撐裝置之該移動期間實質上消除圖案化裝置滑動，其中一共同控制信號控制該磁致伸縮式致動器及該支撐輸送裝置。
  9. 一種用於在一圖案化裝置載物台之移動期間縮減圖案化裝置滑動之方法，其包含：用一支撐裝置來支撐一圖案化裝置；用一固持裝置將該圖案化裝置同時地固持至該支撐裝置；使用一移動裝置來移動該支撐裝置；及在使用該移動裝置來移動該支撐裝置時使用一磁致伸縮式致動器將一力施加至該圖案化裝置，其中使用該磁致伸縮式致動器將該力施加至該圖案化裝置包含產生一磁場以沿著實質上在該圖案化裝置之一平面中的一方向增加一推桿之一長度，該推桿包含一磁致伸縮式材料，且其中該推桿可釋放式地耦接該圖案化裝置。
  10. 如請求項9之方法，其進一步包含用一控制信號來控制該移動裝置及該磁致伸縮式致動器。
  11. 如請求項9之方法，其進一步包含在使用該移動裝置來移動該支撐裝置之前且在使用該磁致伸縮式致動器將該力同時地施加至該圖案化裝置之前：在產生該磁場以增加該推桿之該長度之前使該推桿偏置而相抵於該圖案化裝置；在增加該推桿之該長度之後將該推桿之一部分夾持至 該支撐裝置；及在將該推桿之該部分夾持至該支撐裝置的同時移除該磁場以縮減該推桿之該長度；其中在該推桿之一遠側末端與該圖案化裝置之間產生一間隙。
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